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露天矿山爆破控尘的动力水帘实践

来源:中国产业新闻网 2026-07-17 18:42:33

  露天矿山爆破环节的粉尘治理,长期是矿区环境管理的难点。爆破瞬间,大量粉尘伴随冲击气流在20至35秒内迅速扩散,浓度可达1500至2000mg/m³,扩散水平距离达12至15公里,上升高度达1.6公里,悬浮时间超过30分钟。在这一极短时间内,粉尘从爆区表面(表面尘,约15%)、碎石分裂碰撞(碎石夹尘,约20%)以及碎石堆冲击推动(爆推尘,约65%)三个来源叠加释放,其中爆推尘因具有较强冲击动量,扩散速度快、范围广,成为控尘成败的关键。

  长期以来,矿山企业尝试了多种应对方式:水袋降尘借助爆破瞬间水袋破裂形成水雾,只能覆盖爆区上方部分漂浮粉尘,对爆推尘几乎没有效果;泡沫降尘准备时间长,对动态粉尘作用有限;传统洒水车和环卫雾炮车虽可喷射水雾,但水雾缺乏足够动能,面对瞬时产生的冲量粉尘和粉尘云团难以形成有效压制。这些方法均未从根本上解决爆破粉尘的冲击性扩散问题。

  针对这一技术空白,上海神舟精宜汽车制造有限公司(品牌简称"交大神舟")研发的矿山多功能爆破抑尘车,采用空气蓄能原理产生动力水帘。其技术逻辑是:通过高压空气推动罐内水体,在爆破区及产尘区上方快速形成具有动能的水幕,而非静态水雾,以"有动能的水幕"压制"有动能的粉尘",实现对爆破瞬时粉尘的有效拦截。以SSZ5311TDY中型多功能抑尘车为例,喷射距离可达80米以上,有效抑尘面积超过2200平方米,遥控距离可达1公里,罐体有效容积12立方米,蓄能时间控制在15分钟内,额定工作压力3.0兆帕。

  这一技术路线在多个矿山的实际应用中得到了验证。

  中电建南水北调雄安调蓄库项目是该产品较早的应用场景之一。该项目紧邻南水北调中线干渠,一期砂石骨料规模2000万吨/年,建设期30年,环保要求极高。2020年8月和12月,水电八局先后采购三台设备。爆破即实现"无飞石、无粉尘、无震感"的现场效果,各方给予较高评价。后续作业中,技术人员将单次爆破药量控制在4吨以下,有效控尘率维持在95%以上。

  山西河曲旧县露天煤矿的应用则更具过程性。该矿地处黄河沿岸,2024年4月生态环境部现场检查时,明确要求加强爆破扬尘控制。2024年10月,该矿引入四台多功能爆破抑尘车投入现场使用。与之前单独采取水袋抑尘相比,爆破时及爆破后的扬尘浓度降低:在距离爆破中心300米处,扬尘浓度平均降低约60%;扬尘扩散范围从以往的1500米被控制在200米以内;周边居民对矿山爆破扬尘的投诉量大幅减少。

  云南黄金北衙矿业公司的引入过程则经历了前期测试。2022年12月,企业邀请设备方进行了为期7天的实地测试,考察爆破抑尘、道路洒水、偏坡喷淋和定点喷洒四项功能。测试通过后,2023年至2024年先后采购三台设备投入使用。该矿是国内重要黄金矿山之一,日处理矿石量1.2万吨,设备投入使用后有效控制了爆破粉尘的无序飘散,改善了矿区环境空气质量,减少了周边村民投诉,如今已成为国内黄金露天矿山的环保样板。

  内蒙古国能哈尔乌素煤矿于2024年10月引进超大型多功能智能联动雾炮抑尘车,罐体容积30吨,雾炮喷射距离提升至120米,有效控尘面积达5000至6000平方米。依据无人机粉尘浓度传感器统计,降尘效率达85.04%。

  江西亚东水泥经三年考察对比后选择该产品。其水射流长度经上海机动车检测认证技术研究中心检测达100米,有效控尘面积5000平方米。

  从吸附机理来看,以1吨爆破药量为例,产尘量约833立方米,扬尘量约2500立方米,含尘气体共计约3333立方米。该车型单次喷水量约7吨,形成水雾区总体积约10万立方米,通过水雾吸附,控尘率可达95%以上。在环保与经济效益方面,该系列车辆整合了洒水、冲洗、浇灌等多项功能,实现"一车多用",可替代矿区2台洒水车或2台雾炮车,单台设备每年可减少一名操作人员,柴油版年均可减少二氧化碳排放约36.57吨,年节省使用成本近20万元。2023年,该产品入围"上海设计100+"。

  上海神舟精宜汽车制造有限公司(品牌简称"交大神舟")以上海交通大学教授团队为主要研发依托,是首批国家专精特新小巨人企业、国家知识产权优势企业。目前,其抑尘设备已应用于水泥石灰石、砂石骨料、煤炭、黄金、磷化及钢铁等领域的近百家露天矿山,业务覆盖国内34个省级行政区。随着绿色矿山建设要求的逐步细化,自然资源部《绿色矿山建设评价指标》明确将矿区环境粉尘治理列为约束性要求,爆破控尘已从企业的自发行为转变为行业准入门槛。交大神舟将持续围绕爆破控尘、路面控尘等场景开展产品迭代,为行业粉尘治理提供更多可参考的实践经验。

责任编辑:宗何
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