第三章-礦區(qū)大氣污染與防治.ppt

1、第三章 礦區(qū)大氣污染與防治,第一節(jié) 礦區(qū)常見大氣污染物性質(zhì)及危害 第二節(jié) 露天礦大氣污染與防治 第三節(jié) 井巷開采礦大氣污染與防治 第四節(jié) 礦區(qū)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 第五節(jié) 鍋爐煙氣的治理 第六節(jié) 貯煤場灰塵對大氣環(huán)境的影響及防治措施 第七節(jié) 廢石臨時堆放場對大氣環(huán)境的影響及防治措施 第八節(jié) 運(yùn)輸過程揚(yáng)塵對大氣環(huán)境的影響及防治措施,第一節(jié) 礦山常見大氣污染物性質(zhì)及危害,一、礦區(qū)大氣污染物分類及性質(zhì),分類,氣態(tài)污染物,氣溶膠污染物,礦山在采礦、選礦、冶煉過程中產(chǎn)生的在常溫常壓下呈氣態(tài)的污染物，它們以分子狀態(tài)分散在空氣中，并向空間的各個方向擴(kuò)散。,沉降速度可以忽略的固體粒子、液體粒子或固體和液體粒子在

2、氣體介質(zhì)中的懸浮物。,1 含硫化合物 SO2、 SO2、H2S 1t鉛 0.3t硫 1t鋅 0.6t硫 1t煤含硫量為5-50kg 硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧,氣態(tài)污染物,2 含氮氧化物 NO、NO2、N2O、N2O2、N2O4、N2O5 來自于冶煉廠的生產(chǎn)過程、鍋爐煙氣、露天開采及井工開采的炸藥爆破以及礦區(qū)運(yùn)輸、裝載、鏟運(yùn)等使用汽油、柴油為燃料的設(shè)備所排放的尾氣。,3 含碳氧化物 CO、CO2 主要來自冶煉生產(chǎn)，爆破作業(yè)，汽油、柴油等內(nèi)燃設(shè)備排放的尾氣以及煤和礦石的自燃等。 CO2 910-1000 kg CO 80-400 kg,1t鋁,1 粉塵 在礦山生產(chǎn)過程中，對礦物和巖石進(jìn)行破碎、研磨、鉆

3、孔、爆破、運(yùn)輸?shù)仁侄萎a(chǎn)生的懸浮于大氣中發(fā)生緩慢沉降的微小固體顆粒，屬于固態(tài)分散性氣溶膠。,氣溶膠污染物,2 煙塵 在冶煉和燃燒過程中礦物高溫升華、蒸餾及焙燒時產(chǎn)生的固體粒子，屬于固體凝聚性氣溶膠。 顆粒一般比粉塵小,固體物料在高溫下不發(fā)生熔融的條件下進(jìn)行的反應(yīng)過程。,3 液滴 在常溫常壓下是液體的物質(zhì)，能在靜止條件下沉降，在紊流條件下保持懸浮狀態(tài)，粒徑范圍在200m以下的液體粒子。 4 霧 在常溫常壓下能懸浮于氣體中的微小液體，是在蒸氣的凝結(jié)、液體霧化和化學(xué)反應(yīng)等過程中形成的，屬于液體凝聚性氣溶膠，如酸霧、堿霧、水霧等。,二、礦區(qū)大氣污染物造成的危害,一氧化碳 CO 無色，無味，無臭，對空氣的

4、相對密度為0.97，微溶于水。 CO能燃燒，濃度在13%-75%時有爆炸危險。 一種對血液、神經(jīng)有害的有毒氣體。隨空氣進(jìn)入人體后，通過肺泡進(jìn)入血液，并與血紅蛋白結(jié)合。氣結(jié)合能力是氧氣的200-300倍，CO進(jìn)入各部分組織和細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致人因缺氧而引起窒息和血液中毒。,一氧化碳中毒癥狀與濃度關(guān)系,二氧化氮（ NO2 ） 紅褐色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，對空氣的相對密度為1.59，易溶于水。 對眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時可引起肺水腫。 NO2中毒有潛伏期，有的在中毒時尚無明顯感覺，還可以堅持工作。但經(jīng)過6-24h后發(fā)作，中毒者指頭出現(xiàn)黃褐色斑點(diǎn)，并出現(xiàn)嚴(yán)重的咳嗽、頭痛、嘔

5、吐甚至死亡。,甲烷（CH4） 無色、無味、無臭的氣體，對空氣的相對密度為0.557，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣大1.6倍,空氣成分安全標(biāo)準(zhǔn),大氣污染物造成的危害影響主要表現(xiàn),刺激和腐蝕作用：NO2、SO2、SO3,窒息作用：CO、H2S、CH4、NOx,急性或慢性中毒作用,引起職業(yè)?。簤m肺病、慢性職業(yè)中毒、急性職業(yè)中毒、職業(yè)性眼鼻喉病及職業(yè)性皮膚病等。,降低能見度,第二節(jié) 露天礦大氣污染與防治,剝離、鑿巖、破碎、裝運(yùn)、選礦等，都會產(chǎn)生大量的粉塵。在露天礦區(qū)，防治大氣污染的主要對象是露天采場。 各種設(shè)備產(chǎn)塵量的比例,一、露天礦粉塵的來源,二、露天礦粉塵的類型,按產(chǎn)塵原因,自然粉塵,生產(chǎn)性粉塵,按化學(xué)

6、性質(zhì),有毒粉塵,無毒粉塵,浮塵、落塵、矽塵,風(fēng)沙、塵土,鉛、汞、鎘、鈦、錳,煙塵、礦塵、矽塵等,三、露天礦粉塵的特點(diǎn),（一）粒度 （二）分散度 （三）濃度 （四）濕潤性 （五）荷電性,以塵粒直徑來衡量，用微米做單位。 分為四級：小于2m；2-5m；5-10m；大于10m。,粉塵的粒度,按可見程度,可見塵粒,顯微粉塵,0.25-10m，普通顯微鏡,大于10m，光線明亮?xí)r肉眼可見。,超顯微粉塵,小于0.25m，高倍或電子顯微鏡,粉塵整體組成中各種粒度的塵粒所占質(zhì)量或數(shù)量百分比。 小粒徑所占百分比大，稱為分散度高，反之，分散度低。,露天礦粉塵的分散度,表示粉塵量大小的參數(shù)之一，指空氣中所含浮塵的數(shù)量

7、。 總懸浮顆粒：空氣動力當(dāng)量直徑100m的顆粒 可吸入顆粒物：空氣動力當(dāng)量直徑10m的顆粒,露天礦粉塵的濃度,表 示,質(zhì)量法,計數(shù)法,每立方厘米空氣所含浮塵的粒數(shù),每立方空氣中所含浮塵的質(zhì)量,新北京人精神由此誕生：“厚德載霧，自強(qiáng)不吸，霾頭苦干，再創(chuàng)灰黃！” 事實(shí)再次證明：霧以吸為貴！,根據(jù)粉塵被濕潤的難易程度，分為親水性粉塵和疏水性粉塵。 粉塵的濕潤性，與氣壓、氣溫、粉塵的巖成分、與水接觸的時間等有關(guān)。,露天礦粉塵的濕潤性,懸浮于空氣中的粉塵通常帶有電荷的性質(zhì)。這種電荷由于破碎時摩擦、粒子間碰撞或放射性照射等原因所致。 塵粒的荷電量主要取決于他的大小和重量，與濕度和溫度也有關(guān)。,露天礦粉塵的

8、荷電性,其 他,溶解度-粉塵溶解于水的能力 燃爆性-如煤、硫磺、鋁、鋅等。 硬度與形狀-硅質(zhì)粉塵硬度大，具有尖棱狀形態(tài)，作用于呼吸道、粘膜、皮層，由于機(jī)械刺激作用可造成對人體的傷害。 化學(xué)成分與礦物成分-有毒粉塵會引起中毒，放射性粉塵會導(dǎo)致放射性病變。,四、影響露天礦大氣污染的因素,（一）地質(zhì)條件、采礦技術(shù)、地理和氣象諸因素對露天礦大氣污染的影響 （二）風(fēng)速和風(fēng)向?qū)β短斓V大氣污染的影響 （三）采、裝、運(yùn)設(shè)備能力對露天礦大氣污染的影響 （四）礦巖的濕度與空氣含塵量的關(guān)系,（二）風(fēng)速和風(fēng)向?qū)β短斓V大氣污染的影響,1破碎機(jī)下風(fēng)側(cè)； 2破碎機(jī)上風(fēng)側(cè)； 3鉆機(jī)下風(fēng)側(cè),空氣含塵量與礦山機(jī)械的生產(chǎn)能力的關(guān)系

9、： ne已知生產(chǎn)能力或運(yùn)行速度的礦山機(jī)械工作時的空氣含塵量，mg/m3 C1系數(shù) QH已知機(jī)械生產(chǎn)能力（或機(jī)械移動速度），m3/h（或km/h） Q新的機(jī)械生產(chǎn)能力， m3/h（或機(jī)械移動速度km/h）,（三）采、裝、運(yùn)設(shè)備能力對露天礦大氣污染的影響,（四）礦巖的濕度與空氣含塵量的關(guān)系,當(dāng)電鏟工作時，如礦巖的濕度從4%增加到8%，電產(chǎn)周圍空氣含塵量則從200mg/m3下降到20mg/m3，即水分增加一倍，臺階工作面空氣含塵量將為原來的1/10。,影響空氣含塵量的主要因素之一是礦巖的濕度。隨著礦巖自然濕度的增加，或者用人工方法增加礦巖的濕度能使各種采掘機(jī)械工作時的空氣含塵量急劇下降。,五、露天礦

10、粉塵的防治,通風(fēng)防塵毒,工藝防塵毒,濕式防塵毒,（一） 爆破塵毒防治技術(shù),稀釋、轉(zhuǎn)移污染物,保證堵塞長度,松動爆破,新型水炮泥,完善炸藥配方,充水硐室爆破,水塞爆破,爆破區(qū)灑水泡沫覆蓋爆區(qū),（二）露天礦運(yùn)輸路面揚(yáng)塵防塵技術(shù),路面的結(jié)構(gòu)和施工質(zhì)量,路面灑水,灑水車,灑水器,抑塵劑處理路面,（三）鉆機(jī)和鏟裝作業(yè)防塵技術(shù),干式捕塵,濕式除塵,干濕聯(lián)合除塵,鉆機(jī)防塵措施,旋風(fēng)除塵器示意圖,風(fēng)水混合法除塵，利用壓氣動力把水送到鉆孔底部，在鉆進(jìn)和排渣過程中濕潤粉塵，形成潮濕粉團(tuán)和泥漿,鏟裝作業(yè)防塵措施,增加礦巖濕度,預(yù)先濕潤爆堆,裝載時噴霧灑水,第三節(jié) 井巷開采礦大氣污染與防治,一 井巷開采大氣污染的主要

11、特征,空氣中氧的含量降低，二氧化碳含量增高,礦井大氣中含有多種有毒有害氣體,礦井大氣中含有大量的粉塵,礦井內(nèi)氣象條件復(fù)雜,某些礦井內(nèi)含有放射性氣體,無陽光照射，空氣溫度高，濕度大,二 井巷大氣中污染物和污染源,（1）有毒有害氣體,（2）放射性物質(zhì),（3）礦內(nèi)柴油設(shè)備廢氣,（4）粉塵,CO、Nox、H2S、SO2、CH4,（2）放射性物質(zhì),自然界中的某些元素不隨外界條件（如溫度、壓力等）的改變而改變，在其自發(fā)的衰變過程中放出射線的性質(zhì)。,放射性,具有放射性的元素。,放射性元素,含有放射性元素的礦物巖石。,放射性礦巖,具有,氡 無色、無味、透明的放射性氣體，半衰期是3.825d，密度為9.73g/

12、L。能溶于水、油類、有機(jī)溶劑及其他液體 氡子體 氣溶膠狀態(tài)，有荷電性。 危害 衰變過程產(chǎn)生、射線。 射線從人體的口腔、鼻腔進(jìn)入人體進(jìn)行內(nèi)照射時，對人體的組織傷害比較大，表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)的疾?。?、射線在人體外部進(jìn)行照射，是人體受到傷害，多表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)和血壓系統(tǒng)的疾病。,（2）放射性物質(zhì),（3）礦內(nèi)柴油設(shè)備廢氣,有害成分,無害成分,醛類是一種麻醉劑，主要甲醛和丙烯醛組成。,醛 類,碳 煙,主要由油霧和微細(xì)碳粒組成。碳粒直徑一般小于1m，碳煙中的可溶性有機(jī)物具有誘變作用，這些誘變物的90%以上是致癌物質(zhì)。,三 、井巷大氣中煤（粉）塵污染防治,煤層注水,通風(fēng)除塵,濕式打眼和使用水泡泥,噴霧灑水、凈化

13、風(fēng)流,方法,局部通風(fēng)與錨噴除塵,氣體資源綜合利用,煤層注水,國內(nèi)外煤礦廣泛采用的最積極、最有效的防塵措施。 實(shí)質(zhì)是將煤體預(yù)先濕潤，以降低開采過程中產(chǎn)生的粉塵對井下礦工的危害。,通風(fēng)除塵,稀釋和排除工作地點(diǎn)懸浮粉塵，防治粉塵積聚。,全面通風(fēng)換氣量,濕式打眼和使用水泡泥,在采煤工作面打眼時，將具有一定壓力的水通過鉆具送入正在鉆進(jìn)的鉆孔孔底，濕潤并沖洗鉆孔中的煤（巖）粉，大大減少打眼作用時的產(chǎn)塵量。,濕式打眼,盛水的專用塑料袋，減少炮煙用品,水泡泥,采煤機(jī)內(nèi)外噴霧、工作面順槽送送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧等。 灑水裝置對進(jìn)、回風(fēng)巷定期沖刷、消除積塵。,噴霧灑水、凈化風(fēng)流,在掘進(jìn)頭配備局部通風(fēng)機(jī)，噴錨作業(yè)配備除塵器

14、。,局部通風(fēng)與錨噴除塵,氣體資源綜合利用,將瓦斯和空氣混合后，在發(fā)電機(jī)燃燒室爆燃，推動活塞往復(fù)運(yùn)動，將爆燃熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，將動力傳給發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。,淮南礦業(yè)瓦斯發(fā)電,1、礦區(qū)常見大氣污染物有哪些？分別簡述其危害。 2、間述礦區(qū)粉塵的類型與特點(diǎn)。,作 業(yè),煙 氣,爐 渣,燃燒,煙 塵,氣態(tài)污染物,飛灰,第五節(jié) 鍋爐煙氣的治理,煙氣中不可燃燒的礦物顆粒，是煤灰分的一部分。,未完全燃燒的碳粒。,一、燃煤鍋爐煙塵的治理,（一） 煙塵量的計算,燃煤煙塵,黑煙,飛灰,Y煙塵排放量，kg/h； B燃煤量， kg/h； A煤的灰分含量，%； D煙氣中煙塵占灰分量的百分?jǐn)?shù)，%; 除塵器的總效率

15、,若安裝了二級除塵，則煙塵量：,根據(jù)耗煤量、煤的灰分和除塵效率計算燃燒產(chǎn)生的煙塵量：,1,3,2,1爐窯；2一級除塵器；3風(fēng)機(jī),（1）煙塵溫度和濃度都不太高，或者排放要求不高：,1、 煙塵凈化系統(tǒng),（二） 煙塵凈化系統(tǒng)及除塵設(shè)備,1,1爐窯；2一級除塵器；3風(fēng)機(jī) 4冷卻器,（2） 煙塵溫度高，需要冷卻：,1,2,1爐窯；2一級除塵器；3風(fēng)機(jī) 4冷卻器；5二級除塵器,（3） 煙塵溫度和濃度均較高： ：,（4） 煙塵溫度和濃度高，且含有較多可燃性組分：,1,2,1爐窯；2一級除塵器；3風(fēng)機(jī) 4冷卻器；5二級除塵器；6-燃燒室,6,2、 除塵設(shè)備,按是否采用濕潤劑,濕式除塵裝置,干式除塵裝置,按工作

16、原理,機(jī)械式除塵器,過濾式除塵器,濕式除塵器,靜電除塵器,重力沉降室,慣性除塵器,旋風(fēng)除塵器,重力沉降室：通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置,含塵氣體進(jìn)口,處理后氣體出口,各類除塵器性能對比,來源：貯煤場煤堆表面揚(yáng)塵和堆取煤料過程揚(yáng)塵。主要產(chǎn)生于汽車卸煤、煤場堆放、堆取作業(yè)等若干環(huán)節(jié)。,第六節(jié) 貯煤場灰塵對大氣環(huán)境的影響及防治措施,一、貯煤場灰塵對大氣環(huán)境的影響,煤灰起塵量大小的影響因素,環(huán)境風(fēng)速,煤的表面含水率,作業(yè)強(qiáng)度,煤塵粒徑,二、貯煤場灰塵大氣污染的防治措施,全封閉儲煤場儲煤棚網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)施工,粉塵污染 影響人和動物的呼吸作用、植物的光合作用 煤礦區(qū)的廢石主要是煤矸石 煤矸石堆

17、自燃引起的廢氣污染 煤矸石自燃釋放出H2S、SO2、CO、CO2等,第七節(jié) 廢石臨時堆放場對大氣環(huán)境的影響及防治措施,一、廢石臨時堆放場對大氣環(huán)境的影響,軟質(zhì) 易揚(yáng)塵,二、臨時堆放場大氣污染的防治措施,1、 廢石場的粉塵防治,硬巖 大塊,分層壓實(shí)堆放，邊堆放邊壓實(shí)，同時對邊坡進(jìn)行綠化，通過煤矸石的壓實(shí)程度隔絕空氣，解決煤矸石的自燃問題。 含硫量高的矸石堆：石灰漿、粘土漿等灌注 其孔隙以隔絕空氣，抑制自燃。 含碳量高的煤矸石應(yīng)采用分選回收煤炭或作為沸騰爐燃料燃燒。,2、 煤矸石自燃的防治措施,最根本的方法是煤矸石資源化利用。,第十一節(jié) 煤煙型大氣污染的宏觀控制,是指由煤炭燃燒排放出的煙塵、二氧化

18、硫等一次污染物以及再由這些污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成二次污染物所構(gòu)成的污染叫煤煙型污染。,煤煙型污染,一、中國煤炭開發(fā)利用與煤煙型大氣環(huán)境污染,是指從自然界開采，直接被使用的能源，是自然資源（如煤炭、原油、陽光、鈾等）中所蘊(yùn)含的未經(jīng)人為轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)換的能源。,一次能源,一次能源（煤炭、石油、天然氣）利用比例中，我國對煤炭的利用長期占主導(dǎo)地位。 調(diào)查表明20012006年我國一次能源利用中煤炭比例每年都在66以上，且每年煤炭利用比重呈現(xiàn)上升趨勢。,動力煤占煤炭消耗總量的85%以上，其中：,目前，中小型工業(yè)鍋爐49.9萬臺，工業(yè)爐窯16萬臺。鍋爐燃煤效率比國外先進(jìn)水平低15%-20%，工業(yè)爐窯平均燃煤熱效率僅20%-30%，比