内蒙古科技大学内蒙古包头014010
摘要：如何解决粉尘污染问题，是目前矿产污染控制事业发展的中心。这就要求对于粉尘发生现场进行试验采取信息，了解粉尘污染的原因，识别粉尘目标的控制，以及破碎粉尘的详细特点。建立粒子散射粉尘方程和静态流体中的粉尘在扩散方程，分析其动态层流状态下的湍流状态，研究对扩散到土壤和大气中粉尘的污染程度，并以此为处理资料进行相关治理。
关键词：露天矿选煤厂；破碎站；粉尘；污染治理
前言
哈尔乌素露天煤矿是我国超大型露天煤矿，由于露天煤矿的生产能力逐年提高，旧日的治理粉尘方案已经不能够满足如今生产能力的治理要求，所以就使得各个选煤厂的粉尘污染相对严重。其中以破碎站的粉尘污染最为严重，空中浮尘浓度可高达200至2500毫克每立方米，大幅超出国家卫生安全生产的指标要求，对生产人员的身心健康与安全生产带来了严重的影响。由此可见，煤尘的污染已经限制了企业准能源的发展，必须加以应对。
一、当前哈尔乌素露天矿选煤厂的破碎站粉尘污染控制技术的研究现状
据准哈尔乌素选煤厂粉尘产生的特点，结合当前国内外的粉尘管理经验和选煤厂的初期实践结果，展开技术上的研究，为实现工程实施与技术研究相结合，从根本上解决破碎站粉尘污染的问题。
粉尘的来源是生产过程中，以提供粉尘和原点的分散。此时粉尘颗粒将由尘源中心延伸至四周，中心粉尘浓度最高，这里的生产效果也将持续下降。如果尘源点重叠，将会大幅提高粉尘的污染程度。尘源点是自然界的概念，想要做到对粉尘污染的控制，就要控制粉尘的源头，也解决了最基本的粉尘污染问题。
粉尘不会直接伤害人体，但会对呼吸道和眼睛等气管造成很大伤害。如果粉尘的粒径小于10微米，当人们呼吸时可能会留在呼吸道当中，不会进入肺泡，但如果长期吸入，则会引发哮喘和支气管炎。如果粉尘尺寸小于10微米，那么会直接吸入到肺部组织并产生肺泡沉积，导致慢性肺泡组织纤维化，可引起严重的心血管疾病等[1]。一些粉尘还会将其他细菌带入肺部，对人体造成巨大的伤害。粉尘也会飞入工作人员的眼睛中，影响员工的正常运作。此外，悬浮的粉尘也会被卷入机器当中，从而缩短其使用寿命，增加维护成本，严重影响了煤矿企业的产能。
二、破碎站粉尘污染产生的原因
破碎站粉尘产生主要包括以下两个原因：自然的原因以及加工系统原因。
1、自然原因
矿区地处鄂尔多斯高原，平均海拔高度1070m，年平均降水量408mm，年平均蒸发量2082mm，平均风速为2m/s，这里气候干燥，煤在外边蒸发了很多水分，这就使得煤易碎且干燥，造成了在原煤破碎阶段会产生大量的煤颗粒。
2、加工系统原因
露天采煤会造成水分过度蒸发，加之煤炭质量的提高，就有必要控制煤层表面的水分。由于运行过程中出现漏煤、重力差异、方向变化和流速变化，使得煤炭颗粒多次作用，从煤碳当中排出，产生大量的细颗粒扩散，形成粉尘造成严重的污染。
三、破碎站粉尘扩散方程的建立
从粉尘粒子传播到粉尘的空气治理中，需要选择适当的措施。往往有多个产生粉尘的因素，各种小粉尘颗粒在多方面力量的作用下，粉尘颗粒进行更多的碰撞，使得粉尘颗粒的运动轨迹更为复杂。
为了更合理有效地利用力的相互作用来控制粉尘颗粒在一定范围内的传播，就需要设计高效有效的除尘设备，而如何选择合理有效的除尘设备和设施，则需要研究空气中粉尘颗粒的运动。普遍接受的是，空气中的粉尘的运动由两个部分影响着，一方面是重力沉降，另一方面是空气的水平运动，这两方面因素的共同作用使得它们的运动非常复杂。经过观察和认证，分析湍流中粉尘颗粒的运动扩散规律，可以获得粉尘颗粒的轨迹，为确定粉尘污染治理方案奠定理论基础[2]。
在正常运营条件下的破碎站，由重力和空气流相互施加的粉尘流动，会导致粉尘颗粒和机械力不会影响普通的布朗运动，但这些力量会影响冲击粉尘的流动力，引发粉尘颗粒的散射。
空气的流动所引起的扬尘，一般可以分为以下两种情况：
1、一次扬尘的运动过程
破碎站当中，由于气流的作用对煤尘中的粉尘颗粒施加一定的作用力，造成一些空间的污染。同时空气流动期间和煤碳之间的相互摩擦，一些较大的粉尘颗粒可能被吹出，从而产生漂移粉尘颗粒泄漏到其它位置。此外，由于空气阻力引起的高档煤落下，通过剪切力对悬浮液进行配置，使煤碳受到粉尘的污染。
2、二次扬尘的运动过程
由于空气流动的振动，堆放在粉尘中的煤炭和装置会在地面在此被吹起，这称之为二次扬尘，引起二次扬尘的气流也称之为二次气流。
空气引起的粉尘颗粒向空中扩散是指粉尘颗粒在浓度扩散区域的处理区域的方向上的浓度相对较低，由于小分子产生的分子运动导致的分子扩散，因此这类现象是相对较慢的扩散速率，称之为由湍流扩散产生的空气的湍流。
煤炭中的水分包括外水和内水，水是煤的一部分，本身在地下形成了很长时间，煤炭本身会含有一定的水分。从理论上讲，煤矿的含水量，粉尘的生成就越低，但由于各种环境的因素，往往实际工作中的煤炭含水量不高，所以经常选择增加外水来降低粉尘的生成数量。哈尔乌素处于北方，天气干燥少雨，所以煤含水很少，在破碎站对原煤进行破碎时会有大量的粉尘。加水可以尽量少的产生粉尘，也在一定程度上控制了粉尘的产生，外水是减少粉尘的重要控制措施，但是有不能加太多的水，否则会造成各种不便，而且还会使得煤的含水过高。
四、破碎站粉尘污染治理的原理
1、密封控尘。破碎机是通过折叠橡皮筋将下方和上方筛网区域之间的间隙气密。在封闭了这个下溢粉尘的一部分和整体形成的密封空间，从而抑制粉尘的产生，可以切割周围环境空气并连通环境空气室设备，该装置防止室颗粒到粉尘扩散到装置之外的空气当中，形成负压室。
2、吸风排尘。它是指除尘设备工作后，使风扇转轮的旋转运动，形成有力的有效风量，使运输带（振动筛，沙坑）等设备形成一个密封的空间，如果含尘气体流沿过滤器的方向流动，直到通过装有滤装置的粉尘室中，利用压力的负差起到排尘的作用。
3、布袋集尘、滤尘。它是煤尘污染治理中的实质性治理内容，如果是有负压的作用，那么在负压力的作用下，其中包含粉尘的气流流入到过滤室，在过滤室中有一个覆膜滤布，在通过这个覆膜滤布的时候，达到了表面被过滤的效果，这样粉尘颗粒就被阻挡以及捕集在过滤袋子的外表面，如此净化好的空气就会经过排风口再排出到周围空气中，如此除尘效率就能够达到99.6%以上。再在布袋的表面过滤收集到的煤尘经过对其拍打振动，利用打清灰机构进行定时的拍打震动，煤尘颗粒就可以直接下落到胶带上或者振动筛内[3]。
4、洒水降尘。由一个可调节的弧形槽引导头部，尾端装有自动喷水系统，随后通过胶带紧紧地压在雾化轮的一侧进行胶带装载操作，其驱动轮在摩擦力的作用下连续旋转，喷射阀在内部材料的作用下打开，使得水可能以雾的形式喷洒，使末端的细尘导槽下降漂移。
5、清扫防尘。在清洁装置自动关闭设备的空白部分，将清洁装置的橡胶材料指向输送带输送带。清理掉胶带的一面煤尘，防止煤尘带出现二次粉尘现象。
结语：生产工艺的改革是防治粉尘的根本措施。根据具体生产过程，可采用局部通风或全面通风技术，改善车间空气环境，使车间空气含尘浓度低于卫生标准的规定；收尘系统回收的粉尘应及时有效地处理，避免粉尘的无组织排放，造成二次扬尘。同时在煤炭贮存场内可安装水喷雾装置，保持场内湿润，防止场内粉尘释放。
参考文献：
[1]毕上刚.露天矿粉尘污染治理[J].中国钼业，2000，24（5）：33-35.
[2]李伟.露天煤矿开采空气污染治理研究[D].内蒙古科技大学，2013.
[3]阮文刚，莫蓁蓁，张鹏等.露天采矿过程粉尘产生环节及污染治理措施分析研究[J].环境科学与管理，2016，41（6）：96-99.