邢洪魁

(棗莊礦業(yè)集團(tuán)高莊煤業(yè)有限公司，山東 微山 277605)

1 概 述

隨著國家對大氣污染治理管理力度的不斷加大，對煤礦煤粉塵的治理要求也越來越嚴(yán)格。為減少煤礦煤粉塵的產(chǎn)生及對大氣環(huán)境的影響，作為煤炭主管部門的濟(jì)寧市能源局(原煤炭局)按照國家、省和市有關(guān)部門要求，先后修訂出臺了《濟(jì)寧市煤場、矸石堆場揚(yáng)塵治理工作導(dǎo)則》等文件，要求煤炭從井下提升到地面后，在洗選、貯存、裝卸、運(yùn)輸過程中的揚(yáng)塵治理必須符合《導(dǎo)則》相關(guān)規(guī)定，否則進(jìn)行處罰或停產(chǎn)治理整頓。為達(dá)到上述要求，避免因煤粉塵治理不到位給公司帶來不必要的損失，棗莊礦業(yè)集團(tuán)高莊煤業(yè)有限公司(以下簡稱高煤公司)及時根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了地面煤粉塵綜合治理技術(shù)的研究和應(yīng)用，取得了較好的效果，達(dá)到了預(yù)期目的。

2 粉塵污染現(xiàn)狀分析

多年來，高煤公司一直比較重視地面大氣污染治理工作，先后投資1 000多萬元對地面大氣污染進(jìn)行了綜合治理，取得了較好的環(huán)境效果，得到當(dāng)?shù)夭块T的高度認(rèn)可。但隨著國家標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，原有的治理措施和管理手段已不能適應(yīng)目前新的標(biāo)準(zhǔn)要求，必須隨著形勢的變化而不斷提升完善。為此，公司對照新標(biāo)準(zhǔn)要求及時排查了自身問題和不足。

2.1 地面原煤提升和洗煤系統(tǒng)存在的問題

主井口的原煤提升罐籠卸載點和原煤破碎、篩分及選煤各膠帶轉(zhuǎn)載點均未安裝噴霧灑水降塵設(shè)施，各膠帶未密封，在洗煤生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生煤塵，污染外界環(huán)境和影響職工健康。

2.2 地面煤炭和矸石儲存場存在的問題

為減少地面煤炭存儲對環(huán)境的影響，便于火車運(yùn)輸，地面原建有6 000 t精煤倉和4 000 t精煤倉各1座，另外還建有6 000 t的原煤倉1座和1 000 t原煤緩沖倉1座，但部分原煤和精煤以及洗煤副產(chǎn)品中的中煤、矸石、煤泥落地露天存放。雖然曾使用防塵網(wǎng)覆蓋和灑水抑塵，但效果不佳，在裝卸作業(yè)時還有揚(yáng)塵產(chǎn)生。

2.3 煤場防塵方面存在的問題

以前，煤場和矸石場防塵及沖車用水全部使用深井水，每年需要繳納大量的水資源稅。受礦井地質(zhì)水文條件限制，經(jīng)常由于用水過度、地下水位下降而導(dǎo)致井壁坍塌，造成職工生活用水緊張，更無法保障煤場和矸石場防塵和沖車用水需要，防塵效果不佳，影響了煤炭地銷正常發(fā)運(yùn)。而公司處理后的礦井水水質(zhì)較好，目前除了井下和洗煤使用外，剩余部分外排，造成水資源浪費(fèi)并繳納環(huán)保稅。若對該水消毒后代替深井水，完全可以滿足煤場消防、降塵和沖車使用，但需要設(shè)計建造專門用于地面防塵的礦井水回用系統(tǒng)。

2.4 煤場灑水降塵系統(tǒng)存在的問題

為了降低煤場和矸石場裝卸過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵，只在原煤(精煤)裝卸處安裝了2臺噴霧炮，在其他煤場和矸石場安裝了簡單的局部噴灑降塵系統(tǒng)，不能做到全覆蓋，存在抑塵死角和盲區(qū)。也未實現(xiàn)自動噴灑或定時噴灑，只能靠人工操作控制灑水降塵，無法掌握灑水降塵壓力是否符合要求。另外，由于煤場和矸石場地面沒有硬化，地面凸凹不平，遇到下雨或煤場灑水多時，常造成地面泥濘不堪及污水滲透到地下，污染地下水源，加之地面煤泥被車輪帶走，影響外界環(huán)境。

2.5 運(yùn)煤車輛缺少自動沖洗控制系統(tǒng)

為了保證運(yùn)煤車輛不攜帶煤泥外出，運(yùn)煤車輛采用人工沖洗和覆蓋，勞動強(qiáng)度大，且不易控制沖洗時間，車輛沖洗和覆蓋效果差，耗費(fèi)時間長，影響煤炭正常發(fā)運(yùn)，常被環(huán)保部門通報批評。

2.6 缺少防塵廢水排放和收集系統(tǒng)

原煤場未建造專門的防塵水排水系統(tǒng)和沖車水收集系統(tǒng)，經(jīng)常造成煤場污水四溢，特別是礦外運(yùn)煤道路，由于天天灑水降塵，導(dǎo)致路兩側(cè)雨水溝積水而無處排放，影響周圍居民生活。

2.7 缺少現(xiàn)代化的管理設(shè)備和技術(shù)

由于沒有現(xiàn)代化的管理設(shè)施，無法隨時掌握現(xiàn)場防塵情況和防塵質(zhì)量，只有工作人員到現(xiàn)場檢查時才能看出措施落實情況，浪費(fèi)時間和精力，給日常管理工作帶來極大不便，稍有監(jiān)督管理不到位，就會受到地方部門通報或處罰。

3 項目研究實施

為了解決煤粉塵防治存在的問題和不足，對照標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)過大量調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)場實際，公司研究制定了相應(yīng)的綜合治理和管理措施。

3.1 地面原煤運(yùn)輸和洗選系統(tǒng)及各轉(zhuǎn)載點的防降塵措施

為最大限度降低原煤運(yùn)輸和洗選過程中煤塵的產(chǎn)生，根據(jù)現(xiàn)場情況，主要采取以下2項措施：

(1)封閉主井口原煤提升煤斗卸載點；在煤炭卸載點安設(shè)微震自動噴霧，卸煤時可自動噴灑，有效控制煤塵產(chǎn)生。

(2)對原煤破碎和篩分系統(tǒng)采用密閉集塵罩和旋風(fēng)除塵器，在選煤各膠帶轉(zhuǎn)載點安裝噴霧灑水降塵設(shè)施，對廠房內(nèi)各選煤運(yùn)輸膠帶安裝PVC防塵罩，并對各廠房之間連接的棧橋玻璃窗戶安裝防風(fēng)抑塵網(wǎng)。

3.2 建造全封閉儲煤場和井下儲煤倉

為減少煤炭和矸石露天存放產(chǎn)生的煤粉塵，對各存儲場進(jìn)行了封閉設(shè)計施工。由于封閉項目屬于新建工程，必須在原有場地進(jìn)行，但原有場地很多建筑物已經(jīng)形成，新建工程與原有建筑物相鄰，施工場地狹窄，施工難度大。在多次充分調(diào)研和實地考察的基礎(chǔ)上，本著既能達(dá)到環(huán)保安全封閉要求，又要達(dá)到投資成本最低的原則進(jìn)行了各個儲煤場和矸石場地的封閉設(shè)計施工。

3.2.1 精煤(原煤)堆場封閉方案

精煤(原煤)堆場東側(cè)有3條落煤棧橋和一個地下外來煤受煤坑，其封閉方案采用條形煤場封閉方案。儲煤場頂蓋采用曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，煤場東西方向長114 m，南北方向?qū)?5 m，凈高24 m(以高于煤場281帶式輸送機(jī)棧橋)。煤場周邊設(shè)置3 m高混凝土擋墻，在3～6 m處采用輕型彩板維護(hù)，6～7.5 m處采用擋風(fēng)抑塵網(wǎng)，對煤場內(nèi)進(jìn)行自然通風(fēng)，7.5 m以上采用彩板維護(hù)。

3.2.2 中煤、水洗矸石、煤泥堆場封閉方案

受現(xiàn)場條件制約，公司無合適位置增建矸石和中煤煤倉，因此，洗矸石和中煤存儲只能采用與煤泥一樣落地密閉棚儲的方式。

由于中煤堆場、水洗矸石堆場、煤泥堆場相距較近，設(shè)計考慮在中煤落煤棧橋兩側(cè)設(shè)置兩座封閉煤場，西側(cè)儲存水洗矸石和部分中煤，東側(cè)儲存煤泥和部分中煤。由于此區(qū)域建筑物較多，場地狹小，設(shè)計時要盡可能少立柱子，避免與現(xiàn)有建筑物發(fā)生沖突或給裝車帶來困難，此兩座煤場考慮采用平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)置于區(qū)域內(nèi)建筑物上部。

西側(cè)煤場采用東西方向長30 m，南北方向?qū)?0 m的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；東側(cè)煤場采用東西方向長48 m，南北方向?qū)?5 m的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。煤場凈高18 m，西側(cè)、南側(cè)、北側(cè)三邊設(shè)置3 m高混凝土擋墻，3～6 m處采用輕型彩板維護(hù)，6～7.5 m處采用擋風(fēng)抑塵網(wǎng)，對煤場內(nèi)進(jìn)行自然通風(fēng)，7.5 m以上采用彩板維護(hù)。

3.2.3 掘進(jìn)矸石堆場封閉方案

掘進(jìn)矸石堆場采用東西方向長45 m、南北方向?qū)?1 m輕鋼門架結(jié)構(gòu)堆場，堆場最低點凈高6 m，堆場南側(cè)和北側(cè)立柱子，堆場南、北、西側(cè)邊設(shè)置3 m高混凝土擋墻，3～6 m處采用擋風(fēng)抑塵網(wǎng)，對煤場內(nèi)進(jìn)行自然通風(fēng)，東側(cè)不維護(hù)，便于進(jìn)出車輛。

另外，為減少煤炭地面儲存帶來的環(huán)境影響，除了盡量把煤炭儲存在地面密封煤倉外，公司又在井下建造了1個6 000 t的原煤倉，當(dāng)?shù)孛嫦催x不正常時盡可能將原煤儲存在井下，以減少地面堆積和裝卸產(chǎn)生揚(yáng)塵。

3.3 建造煤場防塵水中水回用供應(yīng)系統(tǒng)

由于公司對掘進(jìn)矸石、洗矸、中煤、煤泥、原煤(精煤)和回煤場地全部進(jìn)行了封閉處理，封閉面積較大，作業(yè)過程中產(chǎn)生的大量煤塵，存在爆炸等安全隱患以及粉塵外溢污染環(huán)境情況，按照相關(guān)要求，必須在煤場內(nèi)建造相配套的消防設(shè)施和灑水降塵設(shè)施。而公司處理后的礦井水經(jīng)過消毒后完全可以滿足煤場消防、降塵和沖車使用。為此，公司設(shè)計建造了地面礦井水回用系統(tǒng)，安裝了3臺V-X80/120型，流量為288 m3/h，揚(yáng)程為120 m，功率為285 kW的消防給水機(jī)組和中水回用紫外線消毒設(shè)施，專門用于煤場消防、防塵和沖車、沖地使用。供水機(jī)組按設(shè)定的工作方式和程序智能調(diào)控運(yùn)行，并可實現(xiàn)如下功能：雙恒壓設(shè)定，分區(qū)控制消防壓力；消防與生產(chǎn)給水自動切換；水泵軟啟動并自行切換；自動巡檢；水池液位控制；雙路電源切換；故障自檢、保護(hù)及報警顯示等。

3.4 建造了全覆蓋的網(wǎng)格狀自動噴灑系統(tǒng)和地面硬化系統(tǒng)

為確保各儲存場灑水抑塵設(shè)施全覆蓋，在封閉廠房內(nèi)外重新安裝設(shè)計了噴灑系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)。

(1)在所有封閉煤場和矸石場頂部設(shè)計安裝了網(wǎng)格狀的自動噴灑系統(tǒng)，每隔2 m安裝1個噴頭，做到封閉煤場內(nèi)每個角落都有噴灑設(shè)施；在主供水管路安裝智能壓力傳感系統(tǒng)，編制手機(jī)APP小程序，實現(xiàn)每個儲煤場根據(jù)需要既能自動定時噴灑，又能人工操作噴灑，確保在自動噴灑出故障時能夠達(dá)到人工操作，防止煤場裝卸作業(yè)時影響降塵。同時由于智能壓力傳感系統(tǒng)的安裝應(yīng)用，在電腦或手機(jī)上通過手機(jī)APP可隨時掌握各點噴灑壓力和水量大小，以便及時調(diào)節(jié)和控制，確保各點防塵到位。

(2)在煤場封閉廠房外運(yùn)煤道路每隔50 m安裝了30多個自動卷繞沖洗箱和簡易沖塵箱，在礦外運(yùn)煤道路安裝了1 000多米長灑水管道，配合已有的2輛灑水車，對煤場工業(yè)廣場和運(yùn)煤道路不定期沖洗和灑水，確保煤場及礦外路面清潔濕潤無揚(yáng)塵。

(3)對煤場地面全部采用20 cm厚的鋼筋混凝土進(jìn)行硬化處理，便于地面積存煤炭清理和地面沖洗，以解決地面臟亂差和煤泥隨車輪帶走情況的發(fā)生，避免防塵污水滲透到地下污染地下水源。

3.5 建造運(yùn)煤車輛自動沖洗系統(tǒng)，配置運(yùn)煤車輛自動覆蓋設(shè)施

為減少煤炭和矸石在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生煤粉塵，在運(yùn)煤場大門口內(nèi)側(cè)建造10 m長的輪胎沖洗池和8 m長的運(yùn)煤車輛自動定時沖洗臺，并安裝紅外線感應(yīng)裝置和自動門禁系統(tǒng)。運(yùn)煤車輛輪胎攜帶的煤泥先經(jīng)輪胎池初步清理后，再經(jīng)自動沖洗臺沖洗，實現(xiàn)運(yùn)煤車輛自動定時沖洗，自動放行。既可解決運(yùn)煤車輛的清洗，又能解決人工沖洗不徹底的難題，同時又減少工人勞動強(qiáng)度，少用了3名工人。另外，為確保運(yùn)煤車輛符合要求，將運(yùn)煤車輛全部由以前使用國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的改為國Ⅴ排放的車輛，并在車廂全部安裝自動覆蓋設(shè)施，既可解決重污染天氣Ⅱ級應(yīng)急響應(yīng)情況下能保證煤炭的正常發(fā)運(yùn)，又可減少運(yùn)輸工人覆蓋車廂的勞動強(qiáng)度，減少覆蓋時間，提高覆蓋效果。

3.6 建造防塵污水排放系統(tǒng)和集中收集系統(tǒng)

為確保煤場和矸石場防塵廢水得到有效治理，防止二次污染，在所有儲存場一側(cè)建造寬0.8 m，深1 m的排水溝；在各儲存場內(nèi)部建造寬和深均為0.3 m通往排水溝的導(dǎo)水槽；在洗車臺西側(cè)和運(yùn)煤出入的大門口外分別建造10 m3的臨時沉淀池；在煤場中央建造寬1 m、深1.2 m的排水溝；在煤泥場南側(cè)新建100 m3的集水池，所有排水溝均通往集水池；在集水池內(nèi)安裝了2臺流量為200 m3/h的自動啟?？刂莆鬯茫讳佋O(shè)了250 m通向礦井水調(diào)節(jié)水池的防塵污水管，把煤場和運(yùn)煤道路產(chǎn)生的所有污水全部排到礦井水處理站進(jìn)行處理，確保煤場內(nèi)外防塵水和封閉廠房頂部流下的雨水集中收集處理，杜絕了廢水無處排放而聚集到煤場和運(yùn)煤道路兩側(cè)帶來的環(huán)境污染，解決了污水無處排放造成的臟亂差問題。

3.7 在煤場四周和運(yùn)煤道路建造擋風(fēng)抑塵設(shè)施和綠化帶

為有效抑制自然風(fēng)引起的煤粉塵，降低大風(fēng)對貯煤場煤粉塵的影響，在儲煤場和矸石場四周建造高5 m的防塵墻，并在墻上再安裝高2 m共計5 800 m2的防風(fēng)抑塵網(wǎng)。另外，又在煤場四周和運(yùn)煤道路兩側(cè)栽種了2排梧桐樹、楊樹等高大喬木，用于吸附、阻擋并抑制煤粉塵。

3.8 安裝遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和PM10監(jiān)測系統(tǒng)

為隨時掌握各儲存場煤粉塵狀況和空氣質(zhì)量，提高監(jiān)管工作效率，在所有儲存場、沖車臺、運(yùn)煤出口和運(yùn)煤道路等關(guān)鍵場所安裝遠(yuǎn)程紅外線視頻高清監(jiān)控系統(tǒng)，在具有代表性的煤場安裝PM10監(jiān)測儀器，編制了手機(jī)APP小程序。通過上述措施，在辦公室即可實現(xiàn)對各場所防塵措施落實情況的監(jiān)督觀察，通過手機(jī)APP小程序能對煤場空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，確保發(fā)現(xiàn)問題及時督促整改，以提高監(jiān)管工作效率，保證各點防塵措施落實到位，做到監(jiān)管無盲區(qū)、無漏洞、無死角。

4 項目實施效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

項目完成后，可優(yōu)化人員3人，每年可減少工資支出27萬元以上；采用礦井水替代深井水每年可節(jié)約地下水25萬m3，減少水資源稅支出37.5萬元；煤粉塵治理符合環(huán)保要求，每年可減少環(huán)保稅繳納35萬元以上，避免了處罰，保證了煤炭正常運(yùn)輸和銷售發(fā)運(yùn)，降低了公司生產(chǎn)成本，提高了公司經(jīng)濟(jì)效益，保證了公司各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的順利完成。

4.2 環(huán)境效益

項目實施后，最大限度地減少了公司在煤炭提升、洗選加工、儲存、裝卸和運(yùn)輸過程中煤粉塵的產(chǎn)生量，極大的改善了工作環(huán)境，減少了對員工身心健康和外界大氣環(huán)境的影響，達(dá)到了國家職業(yè)健康和環(huán)保部門的要求。

4.3 社會效益

(1)項目實施后，解決了生產(chǎn)中的許多煤粉塵治理難題，提高了煤粉塵治理技術(shù)水平和自動化管理水平，減少了勞動用工，降低了工人勞動強(qiáng)度，提高了防塵工作效率。

(2)由于回用了礦井水，每年可節(jié)約地下水資源25萬m3以上，既緩解了公司生活用水緊張的局面，又滿足了煤粉塵防治用水需要，達(dá)到了“以廢治廢”的目的。

(3)由于該綜合治理技術(shù)效果顯著，得到同行業(yè)單位和當(dāng)?shù)卣块T的高度評價和認(rèn)可，當(dāng)?shù)刂鞴懿块T也多次在此召開現(xiàn)場推進(jìn)會，作為先進(jìn)典型，在其他煤礦和煤場進(jìn)行推廣應(yīng)用，省內(nèi)外其他煤礦也多次前來參觀學(xué)習(xí)和借鑒，公司的知名度大大提高。

5 結(jié) 語

高煤公司對地面煤粉塵的綜合治理研究取得了較好的效果，達(dá)到了預(yù)期要求。今后的重點工作是日常措施要嚴(yán)格執(zhí)行到位，確保設(shè)施正常運(yùn)行，以最大限度降低煤粉塵對環(huán)境的影響。該項目的成功運(yùn)行也表明，煤礦企業(yè)要想正常生產(chǎn)，必須根據(jù)國家及地方大氣污染防治標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的變化，及時進(jìn)行深度治理研究，做到早行動早受益，由被動變主動，才能確保企業(yè)的生產(chǎn)和銷售穩(wěn)步發(fā)展。