郭芳芳

（淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦資源環(huán)境科，安徽淮南232174）

1 概 述

1.1 企業(yè)基本概況

淮南礦業(yè)集團(tuán)張集煤礦位于安徽省鳳臺(tái)縣境內(nèi)，是國家“九五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，全國煤炭基建管理體制改革試點(diǎn)礦井，隸屬于淮南礦業(yè)集團(tuán)，是國有特大型生產(chǎn)礦井。張集礦采用一礦兩井管理模式，分為中央?yún)^(qū)和北區(qū)兩對井，采用分區(qū)開拓、分區(qū)通風(fēng)，分別集中出煤的開采方式，核定生產(chǎn)能力1 240萬噸／年。

1.2 清潔生產(chǎn)審核概念

清潔生產(chǎn)審核是對企業(yè)現(xiàn)在的和計(jì)劃進(jìn)行的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)行預(yù)防污染的分析和評估，是企業(yè)實(shí)行清潔生產(chǎn)的重要前提。在實(shí)行預(yù)防污染分析和評估的過程中，制定并實(shí)施減少能源、水和原材料，消除或減少產(chǎn)品和生產(chǎn)過程中有毒物質(zhì)的使用，減少各種廢棄物排放及其毒性的方案［1］。

1.3 張集礦實(shí)施清潔生產(chǎn)審核的必要性和意義

張集礦是年產(chǎn)量已達(dá)1 340萬噸的國有大型礦井，經(jīng)濟(jì)效益好，具有現(xiàn)代管理制度的工業(yè)企業(yè)。近幾年，不斷采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)技術(shù)水平。2009年9月份張集礦被確定為集團(tuán)公司六家重點(diǎn)清潔生產(chǎn)審核單位之一。張集礦實(shí)施清潔生產(chǎn)，不僅可以有效控制環(huán)境污染、增加市場競爭力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展［2］，還可以最大限度地減少了原料和能源的消耗，降低生產(chǎn)成本，綜合利用“三廢”達(dá)到循環(huán)利用目的［3］。此外，還可以進(jìn)一步提高管理水平，形成有利的社會(huì)影響，為礦經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更加有利的條件。所以張集礦開展清潔生產(chǎn)工作十分必要，并且具有深遠(yuǎn)的意義［4］。

2 方案篩選及審核重點(diǎn)確定

2.1 方案篩選

由于張集煤礦生產(chǎn)部門較多，確定清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)需結(jié)合實(shí)際情況，把見效快或具有較大清潔生產(chǎn)潛力的若干車間、工段或單元操作作為審核重點(diǎn)，即采煤工段、掘進(jìn)工段、通風(fēng)抽排工段、洗煤工段、提升運(yùn)輸工段和綜合工段等。

經(jīng)過對礦井生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)全面細(xì)致的產(chǎn)、排污現(xiàn)狀調(diào)查和原因分析，與煤炭行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)對比發(fā)現(xiàn)：通風(fēng)抽排工段的瓦斯利用方面有一定的提升空間，有很大的清潔生產(chǎn)潛力；綜合工段的提升礦井水處理能力，提高礦井水回用空間亦有一定的削減空間；洗選工段通過設(shè)備的改進(jìn)，亦有一定的清潔生產(chǎn)潛力。經(jīng)過分析研究，初步將抽排工段、洗選工段及綜合工段初步確定為本次清潔生產(chǎn)審核的審核重點(diǎn)，備選清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)情況見表1。

表1 張集礦清潔生產(chǎn)備選審核重點(diǎn)

2.2 確定審核重點(diǎn)

清潔生產(chǎn)工作首先獲得單位領(lǐng)導(dǎo)支持，在專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)專家的指導(dǎo)和幫助下，經(jīng)過對員工進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)后，使領(lǐng)導(dǎo)和職工了解實(shí)施清潔生產(chǎn)對企業(yè)發(fā)展的重要性。為保證清潔生產(chǎn)審核的順利完成，礦成立了清潔生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，制定詳細(xì)的工作計(jì)劃，為保質(zhì)保量完成清潔生產(chǎn)審核提供保障。經(jīng)過對張集礦生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研和考察，在預(yù)評估階段分析評估物耗大、產(chǎn)排污嚴(yán)重的車間工序，從而確定了我礦清潔生產(chǎn)的審核重點(diǎn)，同時(shí)分析和發(fā)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的潛力和機(jī)會(huì)，提出并實(shí)施了可行的中／高費(fèi)方案，即通風(fēng)抽排工段提高高濃瓦斯利用率。

張集煤礦生產(chǎn)、排污環(huán)節(jié)較多，因此必須采用權(quán)重加和排序法才能確定出比較合理的、科學(xué)的清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)。備選審核重點(diǎn)權(quán)重分析從廢物量、能源消耗、環(huán)保費(fèi)用、廢棄物毒性、清潔生產(chǎn)潛力、工段積極性6個(gè)方面進(jìn)行打分。通過權(quán)重總和計(jì)分排序篩選方法對各種因素進(jìn)行權(quán)重分析得出，抽排工段得分384、綜合工段358、提運(yùn)工段185分、采煤工段295分、洗煤工段304分，抽排工段得分最高，所以抽排工段最終確定為清潔生產(chǎn)中／高費(fèi)方案的審核重點(diǎn)。

3 審核重點(diǎn)方案評估

3.1 瓦斯抽排原理

瓦斯抽排泵站進(jìn)行瓦斯抽排，通過鋪設(shè)瓦斯抽排管路，利用瓦斯抽排泵24h進(jìn)行抽采工作，將抽排到地面瓦斯泵站的高濃度瓦斯進(jìn)行利用，發(fā)電自用，其余的排放到大氣中。地面上的瓦斯抽排泵為永久性的，井下采用移動(dòng)式的瓦斯抽排泵。

3.2 瓦斯抽采量監(jiān)測

以張集礦高濃瓦斯實(shí)施利用以前的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即2009年4月份、5月份、6月份3個(gè)月實(shí)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，從表2可以看出，實(shí)施前瓦斯的利用率僅為33%，有較大的上升空間。

表2 瓦斯抽采監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.3 生產(chǎn)過程評估

通過對通風(fēng)抽排工段瓦斯抽排原理的闡述以及對實(shí)測數(shù)據(jù)分析，針對從影響生產(chǎn)過程的8個(gè)方面 入手，分析污染物產(chǎn)生的原因，詳見表3。

表3 張集煤礦抽排工段污染物產(chǎn)生原因分析

噪聲污染：由于設(shè)備長期運(yùn)轉(zhuǎn)，引起設(shè)備中某些小零件的松動(dòng)，與設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生共振，就會(huì)引起很大的噪聲。另外，還有的噪聲是設(shè)備本身造成的，只有選用先進(jìn)的設(shè)備才可以降低噪聲；生產(chǎn)工藝和過程控制是影響廢物產(chǎn)生的重要因素。即使設(shè)備再先進(jìn)，如果過程控制水平即對各設(shè)備的操作不得當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生噪聲；員工的素質(zhì)如技能不強(qiáng)不能滿足操作設(shè)備的需要、缺乏有效的管理人員等，也會(huì)影響到噪聲的產(chǎn)生，但后兩者對噪聲污染程度的貢獻(xiàn)較小，主要還在于前兩者因素。由于噪聲主要是風(fēng)機(jī)、抽排泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的。因此，產(chǎn)生的主要因素為設(shè)備、其次是過程控制，與管理及員工的環(huán)保意識(shí)也有一定關(guān)系。

廢氣：瓦斯抽排尤其是高濃瓦斯的抽排量與抽采巷道的合理布置、瓦斯賦存條件及抽排過程密切相關(guān)。首先對瓦斯量及濃度進(jìn)行監(jiān)測，制定抽采方案，對濃度達(dá)到利用要求的瓦斯盡量抽排到地面進(jìn)行利用。因此抽排過程的控制對瓦斯抽排是很重要的。對瓦斯抽排泵及管道的維護(hù)、使用管理，是保證瓦斯從井下抽到地面并實(shí)現(xiàn)瓦斯發(fā)電的重要保障。由于瓦斯由井下高抽巷通過管道及移動(dòng)抽采泵，抽排到地面泵站，再將達(dá)到發(fā)電要求的高濃瓦斯進(jìn)行發(fā)電。因此，廢氣產(chǎn)生的主要原因?yàn)橥咚钩榕诺倪^程控制，其次為設(shè)備。

廢水：冷卻設(shè)備長期運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備磨損，在過程控制中，缺乏優(yōu)秀的管理人員和操作人員導(dǎo)致過程控制中產(chǎn)生冷卻水量增大。因此，廢水產(chǎn)生原因?yàn)楣芾砗蛦T工因素占較大比例。

4 清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)方案可行性分析

4.1 方案設(shè)計(jì)概述

張集礦高濃度瓦斯氣源截止目前，1號機(jī)運(yùn)行4 493h、2號機(jī)運(yùn)行4 631h，運(yùn)行至今，共發(fā)電1 558萬kW·h，利用純瓦斯氣51 946萬m3。瓦斯利用率有進(jìn)一步提升空間，因此提高高濃瓦斯利用率將作為清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)，方案設(shè)計(jì)如表4。

表4 提高高濃瓦斯利用率方案

瓦斯抽排泵站進(jìn)行瓦斯抽排，通過鋪設(shè)瓦斯抽排管路，利用瓦斯抽排泵24小時(shí)運(yùn)行進(jìn)行抽采工作，將抽排到地面瓦斯泵站的高濃度瓦斯進(jìn)行發(fā)電利用，其余的排放到大氣中。地面上的瓦斯抽排泵為永久性的，井下采用移動(dòng)式的瓦斯抽排泵。

4.2 方案可行性分析

技術(shù)方面：提高高濃瓦斯利用方案符合國家推行的清潔生產(chǎn)政策方針，其工藝路線成熟，設(shè)備先進(jìn)，并可提高廢氣利用率，減少瓦斯排放，技術(shù)成熟。

環(huán)境影響：提高高濃瓦斯利用率方案實(shí)施后，預(yù)計(jì)高濃瓦斯利用量為450萬m3／a，即可減少瓦斯排放450萬m3／a。方案實(shí)施后可減少瓦斯氣體的排放，有效地控制污染，并同時(shí)做到了廢物利用，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

經(jīng)濟(jì)效益分析：

1.項(xiàng)目總投資：I＝823萬元

備購置費(fèi)：0萬元

管路主材、安裝費(fèi)：823萬元

其它費(fèi)用：0萬元

2.年運(yùn)行費(fèi)用總節(jié)省金額：P＝300萬元

3.年折舊費(fèi)：D＝I／n＝823／10＝82.3

年凈利潤：E＝150萬元

納利潤：T＝P－D＝217.7萬元

年現(xiàn)金流量：F＝D＋E＝232.3萬元

4.投資償還期：N＝I／F＝3.54

5.凈現(xiàn)值：NPV＝232.3×6.1446－823＝604.39萬元

6.凈現(xiàn)值率：NPVR＝NPV／I×100%＝73.4%

方案實(shí)施前后對比分析：

根據(jù)張集礦抽采瓦斯同期數(shù)據(jù)相比分析得出：2009年第二季度井下瓦斯賦存總量為1 147.29萬m3，其中通過通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)排的瓦斯量為469.1萬m3，抽排到地面瓦斯泵站的瓦斯量為678.19萬m3。瓦斯?jié)舛冗_(dá)到發(fā)電要求的高濃瓦斯量為67.09萬m3，其中只有22.11萬m3的高濃進(jìn)行了發(fā)電利用，其余44.98萬m3的高濃瓦斯及其611.1萬m3的低濃瓦斯均排放到大氣中。

2010度第二季度井下瓦斯賦存總量為1 191.79萬m3，其中通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)排的瓦斯量為377.4萬m3，抽排到地面瓦斯泵站的瓦斯量為814.39萬m3，達(dá)到發(fā)電要求的高濃瓦斯量為59.4萬m3，全部進(jìn)行發(fā)電利用，通過瓦斯泵站排放的低濃瓦斯量為754.99萬m3。方案實(shí)施后，預(yù)計(jì)全年可利用高濃瓦斯量450萬m3，即可減少瓦斯排放量450萬m3／a，并可相應(yīng)節(jié)約用電成本638.9萬m3／a。

提高高濃瓦斯利用后，比實(shí)施前減少瓦斯排放289.5萬m3／a，并節(jié)約電成本411.75萬m3／a。具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

5 結(jié) 論

1.提高高濃瓦斯利用率清潔生產(chǎn)中／高費(fèi)方案符合國家清潔生產(chǎn)政策，技術(shù)工藝成熟，設(shè)備先進(jìn)。

2.張集煤礦提高高濃瓦斯發(fā)電項(xiàng)目投資823萬元，目前已實(shí)施成功。2010年1～8月份，高濃瓦斯已累計(jì)發(fā)電777.88kW·h，預(yù)計(jì)全年可發(fā)電1 277.88萬kW·h。投資回收期約為1.5年。提高高濃瓦斯利用率后，較實(shí)施前節(jié)約電成本411.75萬元／a，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

3.提高高濃瓦斯發(fā)電可減少瓦斯排放450萬m3／a，比方案實(shí)施前減少排瓦斯289.5萬m3／a，具有良好的環(huán)境效益。

4.張集煤礦清潔生產(chǎn)審核提出了可行的中／高費(fèi)方案，并對重點(diǎn)方案進(jìn)行實(shí)施，解決了企業(yè)在生產(chǎn)及環(huán)境方面的一些問題，并在實(shí)踐中繼續(xù)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的清潔生產(chǎn)機(jī)會(huì)，努力挖掘清潔生產(chǎn)潛力，將清潔生產(chǎn)持續(xù)的開展下去。

［1］ 段 寧，陳文明.企業(yè)清潔生產(chǎn)審計(jì)手冊［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1996：5.

［2］ 劉志鵬，李菲菲，張玲.礦山企業(yè)清潔生產(chǎn)審核實(shí)踐及研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2007，33（10）：62－64.

［3］ 任家強(qiáng)，周炳中.煤礦企業(yè)清潔生產(chǎn)效益模糊綜合評價(jià)研究［J］.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2006，32（6）：80－82.

［4］ 曾 軍.錦州六陸公司清潔生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案與實(shí)施［D］.天津大學(xué)化工學(xué)院，2005：6.