"""

露天矿山爆破粉尘危害及其防治

1. 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 矿产资源的重要性

• 矿产资源是经济社会发展的重要物质基础，对国家资源安全和社会经济发展具有重大影响。
• 我国已发现的矿产资源丰富，探明总量位居世界第三，但开发利用过程中对环境的影响不容忽视。

1.1.2 露天开采的优势与问题

• 露天开采因其安全、高效、低成本等优势成为矿产资源开发的重要方式。
• 然而，露天开采过程中产生的粉尘污染对环境和人体健康构成威胁，亟待解决。

1.2 绿色矿山建设的必要性

1.2.1 绿色矿山建设的提出

• 2018年，国家自然资源部颁发《国家绿色矿山建设规范》，强调矿山企业在资源开发过程中要注重环境保护。
• 绿色矿山建设要求矿山企业实现资源、环境、经济和社会的协调发展。

1.2.2 绿色矿山建设的意义

• 绿色矿山建设有利于提高矿产资源开发利用效率，实现可持续发展。
• 加强绿色矿山建设，有助于改善矿山生态环境，保障矿山工人健康，促进社会和谐。

1.3 爆破粉尘的危害及防治

1.3.1 爆破粉尘的危害

• 爆破作业产生的粉尘对人体健康、植物生长、环境质量和设备运行产生负面影响。
• 尘肺病是矿山工人最常见的职业病，严重影响工人健康和生活质量。

1.3.2 爆破粉尘防治的重要性

• 防治爆破粉尘对保障矿山工人健康、改善矿山环境、提高矿山经济效益具有重要意义。
• 了解爆破粉尘的产生、特性及危害，有助于制定有效的防治措施。

2. 爆破粉尘来源及其特征分析

2.1 粉尘定义

2.1.1 粉尘的分类

• 粉尘按粒径大小可分为总粉尘、呼吸性粉尘、总悬浮颗粒物等。
• 粉尘按来源可分为岩尘、矿尘等，按产生方式可分为机械凿动、放炮、摩擦等。

2.2 爆破粉尘的产生

2.2.1 爆破场表面浮尘

• 钻孔工作后遗留的尘堆和地表风化产生的浮尘在爆破时会被扬起。
• 这些浮尘在爆破后一段时间内会扩散，但主要在垂直方向上。

2.2.2 碎石冲击夹尘

• 爆破时碎石分裂成碎块，相互碰撞产生大量粉尘。
• 这些粉尘主要在爆破的第二时间段产生，扩散范围较广。

2.2.3 爆堆塌落堆尘

• 分裂的碎块堆在岩壁下方坠落产生的粉尘具有极高的扩散速度。
• 这些粉尘以爆破堆为中心扩散，扩散速度极快，扩散范围最大。

2.3 爆破粉尘的特征

2.3.1 粉尘颗粒小

• 炸药爆炸使矿石瞬间破碎，产生大量小颗粒粉尘。
• 这些粉尘颗粒对人体的危害更大，更难被清除。

2.3.2 飞散范围大

• 爆破产生的粉尘会迅速扩散到空气中，影响范围广。
• 粉尘颗粒轻，悬浮在空气中的时间长，对环境的污染持续时间长。

2.3.3 悬浮时间长

• 粉尘颗粒具有静电性，不易沉降，悬浮在空气中的时间长。
• 粉尘浓度高，每平方厘米有成千上万的尘粒。

2.3.4 扩散速度快

• 受到爆破后的冲击影响，小而轻的尘粒会瞬间扩散到数十米距离。

3. 露天矿山粉尘危害概述

3.1 对人的危害

3.1.1 尘肺病的危害

• 长期暴露在高浓度粉尘中会导致尘肺病，严重影响工人健康。
• 尘肺病发病机制复杂，包括组织结构损伤与修复、炎症反应、免疫反应等。

3.1.2 尘肺病病例统计

• 截至2018年底，我国累计报告尘肺病例873万例，约占职业病报告病例总数的90%。
• 自2010年以来，平均每年报告20,000至25,000例尘肺新发病例。

3.2 对植物的危害

3.2.1 粉尘对植物的影响

• 粉尘覆盖在植物表面会影响其光合作用，导致生长速率降低。
• 粉尘中的重金属等有毒有害物质会影响土壤组成，降低作物产量。

3.3 对环境的危害

3.3.1 空气污染

• 粉尘浓度达到一定程度时，会对当地空气环境造成污染，降低大气能见度。
• 粉尘中的重金属和悬浮颗粒物会降低空气质量，对人类健康构成威胁。

3.3.2 粉尘爆炸风险

• 特定环境下，如煤矿开采中，粉尘可能引起爆炸。

3.4 对设备的危害

3.4.1 降低道路能见度

• 粉尘浓度过高会降低道路能见度，影响车速和运输能力。
• 过量扬尘会影响车辆使用寿命，增加维修护理费用。

3.4.2 电气设备故障

• 粉尘易吸水性和带电性会导致电气设备绝缘性下降，引发短路事故。
• 粉尘在电器开关触点间聚集，可能导致电器控制系统不稳定。

4. 某露天矿山爆破粉尘危害评估

4.1 工程概况

4.1.1 某矿基本情况

• 某矿主要经营石灰石、白云石、建筑石料等，采用露天开采方式。
• 主要产生粉尘的生产工艺有穿孔、爆破、采装、运输等。

4.2 评估模型构建

4.2.1 评估指标的选取

• 选取粒径大小、浓度、持续时间、扩散速度及范围作为评估指标。
• 这些指标能全面反映爆破粉尘的危害性。

4.2.2 评估方法的确定

• 采用层次分析法（AHP）进行评估，能有效处理复杂决策问题。
• AHP法通过定性指标模糊量化方法算出指标的优先级和权值。

4.3 粉尘危害评价指标参数获取

4.3.1 粒径大小

• 根据粒径大小将粉尘分为粗尘、细尘、微尘、超微尘。
• 粒径越小，对沉降工作难度提升越大，对人体危害也越大。

4.3.2 浓度

• 钻机工作后粉尘10 min的浓度平均值为28.29 mg/m³，严重超标。
• 提高的浓度占测试浓度平均值的95.97%，表明粉尘浓度高。

4.3.3 扬尘持续时间

• 粉尘持续时间决定危害时间，尘肺病患病率随时间增加而提高。
• 减少持续时间可大大降低患病率，改善工人健康。

4.3.4 粉尘扩散速度及范围

• 粉尘扩散速度随时间增加而增加，扩散范围受粒径大小影响。
• 扩散范围决定了受粉尘危害的范围大小，增加受危害人员数目。

4.4 某矿粉尘危害评估

4.4.1 评估结果

• 根据实验测得的数据，某矿的粉尘危害程度属于重度污染。
• 需要及时采取降除尘措施，改善矿山工作环境。

5. 露天矿山爆破粉尘危害防治

5.1 抑尘措施

5.1.1 湿式除尘

• 在爆破工作进行时，向钻孔注水，对爆破作业面洒水，利用水分捕捉粉尘。
• 湿式除尘可以大大降低粉尘浓度，为后续的降尘除尘工作提供前置条件。

5.1.2 更换爆破方式

• 采用高频率小范围爆破可改成大范围的松动爆破，减少粉尘数量。

5.1.3 微生物抑尘剂

• 利用农业废弃物花生壳与丙烯酸（AA）、二甲基二烯丙基混合氯化铵（DMDAAC）制备绿色环保高效的抑尘剂。
• 微生物抑尘剂能长时间保持水分不流失，兼具成膜性和生物相容性。

5.2 捕尘措施

5.2.1 运输过程中的捕尘

• 在运输过程中，对道路喷水捕尘，对矿石喷水增加湿度，减少扬尘。
• 装载时尽量堆满，不留大块缝隙，避免矿石在运输过程中晃动发生碰撞。

5.2.2 设置绿植

• 在周边设置绿植，利用植物自身能力除尘、净化空气。

5.3 除尘措施

5.3.1 防风抑尘网

• 在边界建立防风抑尘网，利用空气动力学原理控制粉尘扩散。
• 保障矿区通风需求的情况下起到控制效果，保障周边居民的生活环境。

5.3.2 物理化学结合除尘

• 提高水的捕尘性，通过物理与化学结合的方法改善水体的除尘效果。

5.4 个人防护

5.4.1 个人防护措施

• 矿山工人应按要求穿戴服装及护具、口罩等，不在作业场所抽烟，注意个人卫生。
• 矿山企业应加强工人对粉尘危害严重性的认知，定期安排工人体检。

6. 结论与展望

6.1 结论

6.1 结论

• 爆破粉尘粒径小，成分复杂，扩散速度快，对周边环境造成污染。
• 对某矿进行粉尘危害评估实验后，结果显示粉尘污染程度属于重度污染。
• 防治爆破粉尘对保障矿山工人健康、改善矿山环境、提高矿山经济效益具有重要意义。

6.2 展望

6.2 展望

• 随着技术的发展，新型粉尘控制技术如微生物抑尘剂等将得到更广泛的应用。
• 加强绿色矿山建设，实现资源、环境、经济和社会的协调发展，是未来的发展趋势。
• 矿山企业应提高环保意识，加强粉尘防治工作，实现可持续发展。