淺析粉土地區抑塵劑應用效益

于泰鵬，王德民

（宏大爆破有限公司，廣東 廣州 510000）

露天礦運輸道路大多是簡易道路，采用傳統泥結碎石鋪筑，我項目部承擔神華準能集團黑岱溝露天礦2018~2020外委剝離工程第四標段，該礦山屬于特大型露天礦，先后投入運輸車輛300多輛投入生產，四個標段下來總投入運輸設備達1200多輛。因而運輸系統是整個工程的中樞系統，是露天礦最活躍的一個工程環節。為確保環境及個人職業保護，我項目部引進高效抑塵劑。通過幾天的實驗，抑制劑通過凝并，黏結等作用，能迅速捕捉并將微粒粉塵牢牢吸附，組成顆粒，在路面下部2cm~3cm形成滲透性路面。抑塵效果顯著，經濟效益明顯。

1 應用過程及效果

（1）實驗場地。在黑岱溝露天礦外委剝離，剝離巖土運輸主干道。1135變壓器到1150東頭。道路主要材料為碾碎的巖石以及細粒土，粘土。因道路材料大多破碎后成粉土，滲透性極差，在灑水后漫于路面表層，及容易打滑。沒有水時又容易起塵，常規20℃溫度下蒸發速度快。

（2）實驗時間：從2019年7月5日到2019年8月10日進行試驗。

（3）抑塵劑加注方法。通過水泵在加水期間加注抑塵劑，20噸水車，在前三天按照1：200比例加注，三天后按照1：500加注，并且持續一個月，1個月后按照1：1000加注。

圖1 抑塵劑加注比例

按照上圖比例，一個20噸水車，正常加注40升抑塵劑液體就可以。100噸水車加注100升抑塵劑液體。

（4）蒸發時間記錄。本地區歷史灑水降塵記錄中，空車道在天氣炎熱狀態下，10分鐘就蒸發道路開始起塵，路面不及時灑水導致路面磨耗速度快。

經過噴灑30余次跟蹤記錄，添加抑塵劑在空車道試驗時，如溫度在30攝氏度以下，達到25分鐘以上才蒸發，是直接使用井水或黃河水蒸發時長2.5倍以上。隨著路段噴灑次數增多，該比例達到3倍以上，并且持續保持3倍以上。

圖2 添加抑塵劑灑水降塵觀測記錄

2 路面效果

（1）道路粉土在車輛碾壓下，因為抑塵劑具有粘結作用，將粉土或細粒土質凝結為粒狀土質，道路路面逐步在面層以及面層以下形成具有滲透性層面，水滲透路面下層2cm~3cm，車輛碾壓下，氺份被動擠出路面，長時間保持路面濕潤。不容易起塵。

（2）增加路面摩擦力（因抑塵劑粘結作用，路面粘結成顆粒，顆粒間粘結成塊，致使路面摩擦力及抗壓能力提升），車輛通行效果明顯。

（3）道路維護時間延長。長期傳統灑水下，道路只要因其他原因導致灑水工作跟不上，道路面層會因車輪反復作用下，磨耗較大，導致道路很快流失面層細料，暴露下部粗骨料，行車質量下降。本次實驗對于維護方面大大縮小了維護頻次。

3 投資收益分析

按照通常加注比例，1：500來加注，100噸水車需要增加200升抑塵材料，抑塵材料一噸4000元。每升4元，這樣一輛100噸水車材料用費800元。

按照以上試驗，一車添加抑塵劑的水抑塵效果約等于2~3車沒有添加抑塵劑的水，而且后期道路凝結更好，防水性好，還能減少道路維護費用。

以100噸水車為例：水費：每車水的費用為，按照礦方銷售價格，按照內部黑岱溝露天礦結算價格6.27元每噸計算，這樣一車100噸水車的水費用627元。油耗：一輛水車灑一車水來回油耗，按照礦里工務段統計數據，一輛100噸水車一個灑水周期油耗約為130L，按照一升柴油6元計算，為780元每車。

合計費用：綜合合計每車水費用+油耗費用1407元。

每車節約：添加抑塵劑一車水按照2倍效果正常一車水計算，這樣使用抑塵劑，每車使用800元抑塵劑。則2*1407-800-780-627=607元。經濟效益明顯。

其他效益：

（1）維護頻次降低,省設備磨損及油品。

（2）道路通行能力提高，增加生產經濟方面效益。

4 抑塵劑介紹

4.1 基本應用效果

該產品源自澳大利亞礦山應用，有25年歷史。該產品有如下特點：①溶于水，延緩水蒸發，減小路面表面張力；②能夠凝結小土壤可以變為大顆粒，讓道路不容易起塵；③長期累計滲透到路面后，路面能夠更防水，在雨天濕滑情況減少，水不容易滲透進路面，增加摩擦力，提高車輛通行；④該產品具有粘性，與土壤結合后，形成粘結層，讓土壤不容易黏在車輪上；⑤能減少為灑水和維護對道路占用時間，提高道路通行時間，提高生產效率。

2007年他們做的采石場的統計，就記錄了其延緩蒸發，用于礦山抑塵的記錄。

4.2 適用性

道路設計適用性：本次試驗場地在黑岱溝露天礦1135平臺北段運輸主干道一公里范圍內，因采裝及排土平臺不斷推進，道路設計頻繁變更，因此不適宜在采區道路及臨時道路使用，建議用于礦區穩定運輸道路區段。

因應用路段道路材料參差不齊，本次試驗的場地道路頻繁經重車碾壓，每天約有300臺車投入生產，滿載重量達60噸，每車運行多達30趟以上，道路主要維護方式為挖掘機換填和平路機平整，此兩種方式均會對路面表層進行破壞，不利于抑塵劑累積效果的產生。因此抑塵劑粘附細砂石的效果未能充分展示。建議用于壓路機碾壓維護的路面。

防洪性能：在硬化平整的道路上，抑塵劑在高濃度配比下，抑塵劑粘合的砂石路面帶有一定的防滲功能（本次實踐中1：200配比下有防下滲跡象）。下雨天路面摩擦力變化不大，對車輛安全行駛具有正面作用。因此雨季施工時，適當調大濃度，用于防滲。但日常生產中濃度正常使用，利于氺份下滲，車輛作用下氺份擠出路面，能長時間保持路面濕潤。

5 結論建議

（1）通本次實踐的觀察與記錄，無論是18℃的涼爽溫度還是30℃的炎熱溫度，抑塵劑對礦山道路維護都有著良好促進作用。與目前使用井水或黃河水效果相比較，添加抑塵劑后能延長灑水實踐，持續效果時長增加2.5~3倍，路面持續使用抑塵劑累積效果更佳。

（2）經濟效益良好，無論是灑水水費、水車燃油成本或者是道路維護效益上更節約成本。本項目在本次實踐過程中，有些地方不足，但綜合本次實踐效果來看，提升空間很大，日后不斷完善各類條件，經濟效益會更加明顯。

（3）適用于穩定且長期使用的道路。面層材料使用細粒砂石修筑的路面更佳。如硅酸鹽類、風積沙，自身抗壓強度高，遇水則形成水墜砂形式，下滲的水份形成毛細氺份將細粒土充填粒徑之間，使道路更佳密實。面層則行車舒適平穩。

（4）各礦山地質狀況不同，本次應用針對內蒙緊鄰黃河邊緣的粉土、濕陷性黃土地質為主（此類土質一般不做高速公路直接填料，必須作為填料時一般進行土質改性后進行）。因此本次實踐選擇粘結性強的抑塵劑。很大程度上是傾向于土質改良作用的抑塵劑。各地區因材料，因地制宜選擇抑塵劑。