西乌珠穆沁旗环境监测站 内蒙古自治区 026200
1、基本情况
近年来，国家高度重视锡盟煤电基地建设工作。自2009年，国家先后出台一系列政策促进锡盟国家大型煤电基地建设工作，《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》与《关于推进大型煤电外送基地科学开发的指导意见》（国能电力[2014]243号）明确提出“推进煤电大基地大通道建设”，重点建设锡林郭勒等9个千万千瓦大型煤电基地，《煤炭清洁高效利用行动计划（2015—2020年）》要求逐步提高电煤在煤炭消费中的比重，科学推进锡盟等9个电力外送为主的大型煤电基地建设。
截至目前，全旗已核准煤矿10个，总产能5275万吨/年，其中规模120万吨以上煤矿7个总产能5170万吨，占总核准产能的98%。2015年，中电投集团、国电集团、阜新矿业、铁法矿业4家煤炭企业产能均在500万吨以上，总计4900万吨，占总产能的93%。其中在用煤矿有7个，即吉仁高勒二号露天煤矿、白音华一号露天煤矿、白音华二号露天煤矿、白音华三号露天煤矿、白音华四号露天煤矿、白音华四号井工煤矿、宝日胡硕露天矿、包尔呼舒高布露天矿，哈达图煤矿技改井、跃进露天矿、隆兴煤矿3个煤矿已关闭退出。
2、煤矿开采技术
露天煤矿开采技术，适用于煤层地表覆盖层较浅的地区。原理是把煤层上的围岩剥离开来，用卡车运至排土场进行排弃，使煤露出后，用卡车或其他运输方式运至储煤场。目前，露天煤矿开采技术按运行方式分为间断型、连续型和半连续型[1]。
间断型：工艺发展最早，它以单斗挖掘和汽车为中心，对于近水平和缓斜煤层采用吊斗挖掘机进行剥离。这种工艺对于各种矿山的地质、地形和气候等条件的适应性较强，是目前露天矿的主要开采工艺。
连续型：主要用于褐煤露天矿。它具有规模大、劳动生产率高和生产成本低等优点。
半连续型：它兼具有间断式和连续式开采工艺的优点，它主要是在间断式工艺的基础上，增加破碎环节后，采用带式传输机和排土机代替部分汽车作业，缩短了汽车运输距离，降低了运输成本。
3、产生的环境问题
大气：露天煤矿对大气的污染主要为扬尘污染。采掘场、排土场及地面运输过程中会有扬尘的产生。粉尘主要产生在土岩剥离作业与毛煤生产过程中，主要产尘环节如下：岩石的穿孔起尘、煤层穿孔起尘、爆破起尘、土岩装载起尘、毛煤装载起尘、土岩和毛煤运输过程中的路面起尘、物料倾卸起尘、毛煤破碎及转载起尘、作业面起尘、排土场的大风扬尘。
生态：煤矿的剧烈开采活动，改变了原有地表形态，改变矿区及周围大气、水土、土壤等生境的初始条件，并对矿区地表植被造成不同程度的影响，全占军等发现煤炭开采造成的地表沉陷，使得矿区土壤养分流失，地表植被景观破碎及隔离程度严重[2]；赵国平等对补连塔风沙区植被调查表明，采矿塌陷区直接导致植被的死亡率增加，降低了塌陷区植被的防风固沙的作用[3]。
4、粉尘治理措施
4.1 煤矿粉尘
4.1.1 粉尘的概念
在煤矿生产过程中，煤、岩石和其他物质的细微颗粒随着煤、岩石的破碎而产生，通常情况下这种细微颗粒被称作煤矿粉尘，或者称生产性粉尘或矿尘等。根据矿尘的组成成分不同，通常情况下，煤矿粉尘主要分为煤尘和岩尘两类[4]。
4.1.2 粉尘的产生
露天煤矿粉尘在煤矿开采的各个环节中产生，如钻孔、打眼、爆破、采煤、掘进落煤等，都会产生大量的矿尘。露天煤矿的外排土场排放的岩土经长时间的风化和侵蚀，会形成细小的粉尘，并随大风漂浮到空中。采煤台阶上的浮煤、边帮压煤以及运输过程中散落在地上的条煤，也会有粉尘产生[15]。露天煤矿开采工艺及粉尘产生环节分析见图1。
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图1 露天矿山开采工艺及粉尘产生环节分析
4.1.3 粉尘的特性
1）矿尘分散度。矿尘分散度是反映煤、岩等矿物质被粉碎的程度，是表示粉尘颗粒直径大小组成百分比的一个指标，小粒径的粉尘越多，分散度越高，在空气中沉降速度愈慢，悬浮时间就越长，被人体吸入的机会就愈多；反之，则分散度愈低，而矿尘的分散度愈高其活性越高，易引起粉尘的自燃或爆炸。
2）煤尘爆炸性。按照煤尘的爆炸性煤尘可以分为有爆炸性煤尘和无爆炸性煤尘。检验标准为：取煤样，在10次煤样试验中有（无）出现火焰，如10次煤样中任何一次试验中出现火焰，则该煤样为“有煤尘爆炸性”，否则该煤样为“无煤尘爆炸性”。煤的炭化程度越低，挥发分越高，煤尘的爆炸性就越强。
4.1.5 粉尘的治理方法
根据查阅参考文献：，想要有效的控制露天煤矿粉尘浓度，必须从各个方面进行考虑，粉尘控制必须贯穿煤矿采矿整个过程，从国家法律法规到企业内部章程、从煤矿规划到结束闭坑、从生产人员到作业设备，全过程进行考虑。目前主要从以下几个方面进行开展：
1）爆破工艺
爆破过程粉尘控制的两个因素是颗粒物容重及粒径，从这两个方面出发，也发展出爆破过程中粉尘控制的两个方向，一个是爆破前增加爆炸物的密度，另外一个是爆破过程增加粉尘的粒径。爆破前增加爆炸物密度最常用的方式是预湿技术。另外，微差爆破是从爆破技术上进行研究，从而减少粉尘的一种方式，通过控制爆破炸药用量及时间，减少粉尘的产生。
2）运输过程粉尘治理措施
根据对道路运输过程粉尘产生原理及影响因素分析，不同学者对不同降尘措施及效果进行了研究。道路洒水降尘是最常用的方式，扬尘量随着路面粉尘负荷（单位面积粉尘量）增加而增大，通过降低路面粉尘负荷降低粉尘的措施包括路面硬化，车辆轮胎清洗，路面清扫等。
4、最佳治理措施可行性分析
本次可行性分析将针对最佳治理措施，结合西乌旗实际状况在自然条件、交通、人力、材料4个方面进行可行性分析。
4.1 自然条件
西乌旗水资源相对缺少，且蒸发量大，会对干湿结合除尘工业与水封爆破的方法造成一定影响。因此，需要充分利用煤矿开采过程中的疏干水或处理后的中水，并在干湿结合和水封爆破的基础上改进，采取更先进的除尘工艺。由于西乌旗冬季严寒而漫长、降水量小而蒸发量大，植物成活率不高。再加上采矿区和堆存区风沙较大，会对植物叶片造成堵塞，影响植物成活率，会对场区绿化的措施产生一定影响。
4. 2 交通
目前，西乌旗投入运营铁路5条，分别为：赤大白铁路、霍白铁路、锡乌铁路、白音华东煤炭物流基地铁路和巴乌铁路专用线。此外，白音华矿区、五间房矿区多条铁路专运线以开展前期工作[5]。但由于西乌旗地域广阔，各个煤矿较为分散，且多有低山，因此，大多使用大车装载的方式进行输送。
大车在输送过程中，由于运输距离较长，难免会途经未经硬化的土路，而路线全面硬化投资巨大。因此，路面硬化、及时清扫、定期洒水会有一定限制。在此情况下，需采取物料遮盖，减低行驶速度等措施。
5、结论
1）露天煤矿开采是西乌旗煤矿开采的主要开采模式，露天煤矿粉尘的治理对西乌旗环境治理起到至关重要的作用。
2）露天煤矿的粉尘控制是一个综合防治的过程，需要针对产生粉尘的各个节点，因地制宜的采取防范措施。
3）煤矿开采过程中采取的最佳防尘措施有煤矿开采时采用干湿结合的方法，爆破过程采用水封爆破的方法，在物料装卸过程中采用增加物料湿度、降低装卸的高度的方法，运输过程中采用路面硬化、及时清扫路面、运输车辆物料遮盖及定期洒水的方法，配套堆场应采取绿化与防风抑尘网相结合、定期洒水抑尘的方法。
4）露天粉尘采矿产生源头多，污染治理措施多样，需要企业加强管理，环保行政管理机构加强监管，公众加强监督，方能实现长期有效的运行。
参考文献：
[1] 翟宏新. 露天煤矿开采工艺及设备的新进展[J]. 矿山机械，2008，19：1-7.
[2] 全占军，程宏，于云江，邹学勇. 煤矿井田区地表沉陷对植被景观的影响—以山西省晋城市东大煤矿为例. 植物生态学报，2006，30（3）：414-420.
[3] 赵国平，封斌，徐连秀，左和军，张继平，胡春元，半干旱风沙区采煤塌陷区对植被群落变化影响研究. 西北林学院学报，2010，25（1）：52-56.
[4] 张忠磊. 关于煤矿综采中粉尘治理措施的研究[J]. 科技视界，2014，14：286+324.
[5] 西乌旗煤炭十三五规划