第三章-矿区大气污染与防治.

第三章矿区大气污染与防治第一节矿区常见大气污染物性质及危害第二节露天矿大气污染与防治第三节井巷开采矿大气污染与防治第四节矿区大气污染物排放标准第五节锅炉烟气的治理第六节贮煤场灰尘对大气环境的影响及防治措施第七节废石临时堆放场对大气环境的影响及防治措施第八节运输过程扬尘对大气环境的影响及防治措施第一节矿山常见大气污染物性质及危害一、矿区大气污染物分类及性质分类气态污染物气溶胶污染物矿山在采矿、选矿、冶炼过程中产生的在常温常压下呈气态的污染物，它们以分子状态分散在空气中，并向空间的各个方向扩散。沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮物。•1含硫化合物SO2、SO2、H2S1t铅0.3t硫1t锌0.6t硫1t煤含硫量为5-50kg硫酸烟雾、光化学烟雾•2含氮氧化物NO、NO2、N2O、N2O2、N2O4、N2O5来自于冶炼厂的生产过程、锅炉烟气、露天开采及井工开采的炸药爆破以及矿区运输、装载、铲运等使用汽油、柴油为燃料的设备所排放的尾气。•3含碳氧化物CO、CO2主要来自冶炼生产，爆破作业，汽油、柴油等内燃设备排放的尾气以及煤和矿石的自燃等。CO2910-1000kgCO80-400kg1t铝•1粉尘•在矿山生产过程中，对矿物和岩石进行破碎、研磨、钻孔、爆破、运输等手段产生的悬浮于大气中发生缓慢沉降的微小固体颗粒，属于固态分散性气溶胶。•2烟尘在冶炼和燃烧过程中矿物高温升华、蒸馏及焙烧时产生的固体粒子，属于固体凝聚性气溶胶。颗粒一般比粉尘小固体物料在高温下不发生熔融的条件下进行的反应过程。•3液滴在常温常压下是液体的物质，能在静止条件下沉降，在紊流条件下保持悬浮状态，粒径范围在200μm以下的液体粒子。•4雾在常温常压下能悬浮于气体中的微小液体，是在蒸气的凝结、液体雾化和化学反应等过程中形成的，属于液体凝聚性气溶胶，如酸雾、碱雾、水雾等。二、矿区大气污染物造成的危害•一氧化碳CO无色，无味，无臭，对空气的相对密度为0.97，微溶于水。CO能燃烧，浓度在13%-75%时有爆炸危险。一种对血液、神经有害的有毒气体。随空气进入人体后，通过肺泡进入血液，并与血红蛋白结合。气结合能力是氧气的200-300倍，CO进入各部分组织和细胞内，导致人因缺氧而引起窒息和血液中毒。一氧化碳中毒症状与浓度关系一氧化碳浓度（%）主要症状0.022-3h内可能引起轻微头痛0.0840min内出现头痛、眩晕和恶心。2h内发生体温下降，脉搏微弱，出冷汗，可能出现昏迷0.325-10min内出现头痛、眩晕。30min内可能出现昏迷并有死亡危险1.28几分钟内出现昏迷和死亡•二氧化氮（NO2）红褐色气体，有强烈刺激性气味，对空气的相对密度为1.59，易溶于水。对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。NO2中毒有潜伏期，有的在中毒时尚无明显感觉，还可以坚持工作。但经过6-24h后发作，中毒者指头出现黄褐色斑点，并出现严重的咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡。•甲烷（CH4）无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为0.557，难溶于水，扩散性较空气大1.6倍低瓦斯矿井相对瓦斯涌出量≤10m3/t，且绝对瓦斯涌出量≤40m3/min高瓦斯矿井相对瓦斯涌出量＞10m3/t，或绝对瓦斯涌出量＞40m3/min煤与瓦斯突出矿井成分名称安全标准体积浓度（%）质量浓度（mg/m3）O2≥20≥286714.3CH4≤0.5≤3578.4CO2≤0.5≤9821.4CO≤0.0024≤30NO2≤0.00025≤5SO2≤0.0005≤14.3H2S≤0.00066≤10NH3≤0.004≤30.4H2≤0.5≤448.66浮尘含SiO210%以上时≤2mg/m3含SiO210%以下时≤10mg/m3大气污染物造成的危害影响主要表现刺激和腐蚀作用：NO2、SO2、SO3窒息作用：CO、H2S、CH4、NOx急性或慢性中毒作用引起职业病：尘肺病、慢性职业中毒、急性职业中毒、职业性眼鼻喉病及职业性皮肤病等。降低能见度第二节露天矿大气污染与防治•剥离、凿岩、破碎、装运、选矿等，都会产生大量的粉尘。在露天矿区，防治大气污染的主要对象是露天采场。•各种设备产尘量的比例一、露天矿粉尘的来源穿孔设备6.3%装载设备1.19%运输设备91.33%凿岩设备0.57%推土设备0.61%二、露天矿粉尘的类型按产尘原因自然粉尘生产性粉尘按化学性质有毒粉尘无毒粉尘浮尘、落尘、矽尘风沙、尘土铅、汞、镉、钛、锰烟尘、矿尘、矽尘等三、露天矿粉尘的特点（一）粒度（二）分散度（三）浓度（四）湿润性（五）荷电性•以尘粒直径来衡量，用微米做单位。•分为四级：小于2μm；2-5μm；5-10μm；大于10μm。粉尘的粒度按可见程度可见尘粒显微粉尘0.25-10μm，普通显微镜大于10μm，光线明亮时肉眼可见。超显微粉尘小于0.25μm，高倍或电子显微镜粉尘整体组成中各种粒度的尘粒所占质量或数量百分比。小粒径所占百分比大，称为分散度高，反之，分散度低。露天矿粉尘的分散度•表示粉尘量大小的参数之一，指空气中所含浮尘的数量。•总悬浮颗粒：空气动力当量直径≤100μm的颗粒•可吸入颗粒物：空气动力当量直径≤10μm的颗粒露天矿粉尘的浓度表示质量法计数法每立方厘米空气所含浮尘的粒数每立方空气中所含浮尘的质量新北京人精神由此诞生：“厚德载雾，自强不吸，霾头苦干，再创灰黄！”事实再次证明：雾以吸为贵！•根据粉尘被湿润的难易程度，分为亲水性粉尘和疏水性粉尘。•粉尘的湿润性，与气压、气温、粉尘的岩成分、与水接触的时间等有关。露天矿粉尘的湿润性悬浮于空气中的粉尘通常带有电荷的性质。这种电荷由于破碎时摩擦、粒子间碰撞或放射性照射等原因所致。尘粒的荷电量主要取决于他的大小和重量，与湿度和温度也有关。露天矿粉尘的荷电性其他溶解度-粉尘溶解于水的能力燃爆性-如煤、硫磺、铝、锌等。硬度与形状-硅质粉尘硬度大，具有尖棱状形态，作用于呼吸道、粘膜、皮层，由于机械刺激作用可造成对人体的伤害。化学成分与矿物成分-有毒粉尘会引起中毒，放射性粉尘会导致放射性病变。四、影响露天矿大气污染的因素（一）地质条件、采矿技术、地理和气象诸因素对露天矿大气污染的影响（二）风速和风向对露天矿大气污染的影响（三）采、装、运设备能力对露天矿大气污染的影响（四）矿岩的湿度与空气含尘量的关系（二）风速和风向对露天矿大气污染的影响1——破碎机下风侧；2——破碎机上风侧；3——钻机下风侧•空气含尘量与矿山机械的生产能力的关系：ne—已知生产能力或运行速度的矿山机械工作时的空气含尘量，mg/m3C1—系数QH—已知机械生产能力（或机械移动速度），m3/h（或km/h）Q—新的机械生产能力，m3/h（或机械移动速度km/h）（三）采、装、运设备能力对露天矿大气污染的影响1expHeHQQnnCQ（四）矿岩的湿度与空气含尘量的关系当电铲工作时，如矿岩的湿度从4%增加到8%，电产周围空气含尘量则从200mg/m3下降到20mg/m3，即水分增加一倍，台阶工作面空气含尘量将为原来的1/10。影响空气含尘量的主要因素之一是矿岩的湿度。随着矿岩自然湿度的增加，或者用人工方法增加矿岩的湿度能使各种采掘机械工作时的空气含尘量急剧下降。五、露天矿粉尘的防治通风防尘毒工艺防尘毒湿式防尘毒（一）爆破尘毒防治技术稀释、转移污染物保证堵塞长度松动爆破新型水炮泥完善炸药配方充水硐室爆破水塞爆破爆破区洒水泡沫覆盖爆区（二）露天矿运输路面扬尘防尘技术路面的结构和施工质量路面洒水洒水车洒水器抑尘剂处理路面作用时间长，来源广泛，成本低，喷洒方便，无二次污染。优点捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，紧缩于网状结构中。机理（三）钻机和铲装作业防尘技术干式捕尘湿式除尘干湿联合除尘钻机防尘措施旋风除尘器示意图风水混合法除尘，利用压气动力把水送到钻孔底部，在钻进和排渣过程中湿润粉尘，形成潮湿粉团和泥浆铲装作业防尘措施增加矿岩湿度预先湿润爆堆装载时喷雾洒水第三节井巷开采矿大气污染与防治一井巷开采大气污染的主要特征空气中氧的含量降低，二氧化碳含量增高矿井大气中含有多种有毒有害气体矿井大气中含有大量的粉尘矿井内气象条件复杂某些矿井内含有放射性气体无阳光照射，空气温度高，湿度大氧含量减少到17%从事繁重体力劳动，心跳加速，呼吸困难减少到15%失去劳动能力10%-12%大脑缺氧，失去理智，时间稍长威胁生命6%-9%失去知觉，不及时抢救会造成死亡CO2含量达到5%人会出现耳鸣、无力、呼吸困难达到10%-20%呼吸处于停顿状态，失去知觉，时间稍长就会有生命危险二井巷大气中污染物和污染源（1）有毒有害气体（2）放射性物质（3）矿内柴油设备废气（4）粉尘CO、Nox、H2S、SO2、CH4（2）放射性物质自然界中的某些元素不随外界条件（如温度、压力等）的改变而改变，在其自发的衰变过程中放出射线的性质。放射性具有放射性的元素。放射性元素含有放射性元素的矿物岩石。放射性矿岩含有具有•氡无色、无味、透明的放射性气体，半衰期是3.825d，密度为9.73g/L。能溶于水、油类、有机溶剂及其他液体•氡子体气溶胶状态，有荷电性。•危害衰变过程产生α、β、γ射线。α射线从人体的口腔、鼻腔进入人体进行内照射时，对人体的组织伤害比较大，表现为呼吸系统的疾病；β、γ射线在人体外部进行照射，是人体受到伤害，多表现为神经系统和血压系统的疾病。（2）放射性物质（3）矿内柴油设备废气CO、NOx、CxHy、SO2、醛类、碳烟有害成分CO2、N2、O2、水蒸气无害成分•醛类是一种麻醉剂，主要甲醛和丙烯醛组成。甲醛浓度危害7×10-5对人体的呼吸道有轻度刺激1.8×10-4引起多种并发症，如结膜炎、鼻炎、支气管炎等丙醛浓度危害1.6×10-6人会闻到气味5×10-6人会感到头痛、难以忍受1.4×10-4如不及时抢救，人在几分钟内死亡醛类碳烟主要由油雾和微细碳粒组成。碳粒直径一般小于1μm，碳烟中的可溶性有机物具有诱变作用，这些诱变物的90%以上是致癌物质。三、井巷大气中煤（粉）尘污染防治煤层注水通风除尘湿式打眼和使用水泡泥喷雾洒水、净化风流方法局部通风与锚喷除尘气体资源综合利用煤层注水国内外煤矿广泛采用的最积极、最有效的防尘措施。实质是将煤体预先湿润，以降低开采过程中产生的粉尘对井下矿工的危害。通风除尘稀释和排除工作地点悬浮粉尘，防治粉尘积聚。全面通风换气量20GLCCLSv湿式打眼和使用水泡泥在采煤工作面打眼时，将具有一定压力的水通过钻具送入正在钻进的钻孔孔底，湿润并冲洗钻孔中的煤（岩）粉，大大减少打眼作用时的产尘量。湿式打眼盛水的专用塑料袋，减少炮烟用品水泡泥采煤机内外喷雾、工作面顺槽送送机转载点喷雾等。洒水装置对进、回风巷定期冲刷、消除积尘。喷雾洒水、净化风流在掘进头配备局部通风机，喷锚作业配备除尘器。局部通风与锚喷除尘气体资源综合利用瓦斯发电将瓦斯和空气混合后，在发电机燃烧室爆燃，推动活塞往复运动，将爆燃热能转化为机械能，将动力传给发电机，实现机械能转化为电能。淮南矿业瓦斯发电1、矿区常见大气污染物有哪些？分别简述其危害。2、间述矿区粉尘的类型与特点。作业烟气炉渣燃烧烟尘气态污染物飞灰第五节锅炉烟气的治理SO2NOxCOCO2烟气中不可燃烧的矿物颗粒，是煤灰分的一部分。未完全燃烧的碳粒。一、燃煤锅炉烟尘的治理（一）烟尘量的计算燃煤烟尘黑烟飞灰Y—烟尘排放量，kg/h；B—燃煤量，kg/h；A—煤的灰分含量，%；D—烟气中烟尘占灰分量的百分数，%;η—除尘器的总效率(1)YBAD12(1)(1)YBAD若安装了二级除尘，则烟尘量：根据耗煤量、煤的灰分和除尘效率计算燃烧产生的烟尘量：1321——炉窑；2——一级除尘器；3——风机（1）烟尘温度和浓度都不太高，或者排放要求不高：1、烟尘净化系统（二）烟尘净化系统及除尘设备11——炉窑；2——一级除尘器；3——风机4——冷却器32（2）烟尘温度高，需要冷却：432121——炉