地下采矿是在有限的井巷空间内进行的。由于工作空间狭小,工作地点多变,矿内外大气对流性较差,而且矿内无阳光照射,空气温度较高,湿度大,采矿过程中产生的粉尘和各种有毒有害气体以及放射性氡及其子体对矿内空气造成的污染要比地面大气污染更为严重。
2.5.1.1 矿内空气中粉尘的污染与防治
首先,悬浮于矿内空气中的粉尘,是在采矿生产过程中形成的。如在凿岩、爆破、装运及卸矿等各个生产环节中,均产生大量的粉尘。其中凿岩和爆破是矿内产生粉尘的两个主要生产环节。
凿岩时的产尘强度与凿岩速度、同时工作的凿岩机台数、凿岩方式、岩石性质、钎头形状及炮眼数量、炮眼深度、炸药种类、数量等因素有关。
其次,在矿岩的装卸和运输过程中,也会产生大量粉尘或使落尘再次飞扬。无防尘措施的情况下,在人工装岩地点,空气中的含尘质量浓度达700~800mg/m3。在机械装岩地点甚至可达1000mg/m3。
另外,由地面送入矿内的风流,在未经处理或控制不当时,也会向矿内带入大量粉尘。实测数据表明,某些矿内送入风流的含尘量超过许可浓度3~8倍。可见,这一因素也不可忽视。
改进采矿方法和工艺,尽量减少凿岩和爆破工艺的产尘量,是防尘工作的根本措施。在凿岩、爆破、矿岩装卸等作业环节中,有条件时尽量采用湿法作业,也是行之有效的方法(所谓湿法作业就是利用喷水和水雾使粉尘润湿、黏结和增重从而抑制粉尘飞扬,并加速其沉降)。同时,对产尘的设备和地点,根据具体情况采用整体密闭、局部密闭方式把尘源局限在很小的空间内,防止其扩散,并同时从密闭罩(室)内抽尘而加以净化,也是积极的防尘措施。还应该采取如加强整个矿内的通风换气、搞好作业人员的个体防护等其他防尘措施,并对送入风流预先采用静电或水幕方法加以净化。
2.5.1.2 矿内有毒有害气体的污染与防治(www.xing528.com)
矿内有毒有害气体主要来源于爆破过程、内燃机设备的使用、矿岩中的放射物质、矿物自燃及火灾等几方面。其中,爆破是有毒有害气体的主要来源。各种炸药爆炸后,生成一氧化碳和氮氧化物,其发生量与炸药种类、细度、用量及岩石种类有关。若将氮氧化物折合成一氧化碳,则1kg炸药爆破后产生的有害气体量相当于80~120L一氧化碳。井下柴油设备排放的废气,是柴油的燃烧产物,主要成分是二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、醛类及水蒸气等,其成分与燃烧是否完全有关,排放废气量主要与耗油量等因素有关。在开采硫化矿的过程中,硫化矿物会发生缓慢氧化反应而产生大量的二氧化硫和硫化氢气体。如黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等都可以发生缓慢反应。如果井下发生火灾,不管是内因火灾(矿岩自燃引起)还是外因(明火引起)火灾,由于矿内氧气不足,均会产生大量有害气体,主要是一氧化碳。柴油设备废气的净化措施,主要分机内净化和机外净化两类。机内净化就是尽量减少柴油设备的废气生成量,这是一条根本措施。机外净化,是使柴油机废气中有害成分含量降低的措施。
机内净化措施有:
(1)合理选择机型,尽量选用废气含氮氧化物量少的预热式柴油机或涡流燃烧室式柴油机;
(2)通过延迟喷油时间来降低汽缸内燃烧温度,可明显降低NO2生成量;
(3)提高喷油速度,可强化喷油过程,缩短喷油延迟时间,保证足够的燃烧时间,可有效地控制一氧化碳和炭烟的发生量;
(4)降低功率运行,进行废气再循环及增加气阀重叠时间等,皆能降低废气中的氮氧化物含量和其他有害成分含量。
机外净化措施是往柴油机外加设废气净化设备,这也是消除废气中一氧化碳、氮氧化物、烃类及炭烟等有害物的重要措施。常用机外净化设备有氧化催化器、水洗箱、再燃烧器、废气再循环装置。
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