河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦 張建濤

為抑制揚(yáng)塵并做好大氣污染防治工作，城郊煤礦采取了加強(qiáng)地面噴淋降塵、建設(shè)擋風(fēng)抑塵墻等情況，但仍無(wú)法滿足政府部門對(duì)大氣污染防治工作的要求。為規(guī)避因揚(yáng)塵污染造成的社會(huì)負(fù)面影響，滿足政府部門對(duì)大氣污染防治工作要求，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，緩解安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)工作的壓力，城郊煤礦實(shí)施科技研發(fā)項(xiàng)目，通過(guò)引進(jìn)全自動(dòng)控制技術(shù)，推進(jìn)區(qū)域環(huán)境治理創(chuàng)新實(shí)踐，提高環(huán)保設(shè)施運(yùn)行效果，提高揚(yáng)塵污染防治水平和治理效果，實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。該項(xiàng)目對(duì)于推動(dòng)城郊煤礦打造資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、低碳、綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、全自動(dòng)智能化區(qū)域環(huán)境治理模式

產(chǎn)品銷售區(qū)域全自動(dòng)噴淋降塵系統(tǒng)。在地銷公路、矸石場(chǎng)、煤泥場(chǎng)安裝自動(dòng)噴淋管路、槍頭、灑水噴頭、干霧噴頭、電磁閥、電動(dòng)球閥等，實(shí)現(xiàn)區(qū)域噴淋、道路沖洗、降塵全覆蓋。電控系統(tǒng)既能自動(dòng)控制又能手動(dòng)控制，需要噴淋降塵時(shí)，開啟供水泵，增加管路水壓，每個(gè)噴頭依次工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊區(qū)域噴淋、道路沖洗與降塵。特針對(duì)儲(chǔ)煤場(chǎng)地、矸石場(chǎng)地和煤泥場(chǎng)地等地點(diǎn)進(jìn)行灑水、沖洗、降塵系統(tǒng)改造及增設(shè)灑水裝置，同時(shí)配置一套灑水降塵控制系統(tǒng)以對(duì)所有噴淋噴槍進(jìn)行自動(dòng)化控制。系統(tǒng)共設(shè)噴槍站14套（分為3個(gè)降塵區(qū)域）及手/自動(dòng)一體化控制系統(tǒng)1套（包含1套控制總柜及1套煤泥場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)控制分柜），每套噴槍站包括降塵大噴槍1支、電磁閥1套、電伴熱裝置1套、保溫防護(hù)箱1個(gè)以及自動(dòng)泄水閥1個(gè)。在電控系統(tǒng)觸摸屏上設(shè)置循環(huán)時(shí)間周期和每個(gè)噴槍單次噴淋時(shí)間，旋鈕旋至自動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)噴淋灑水自動(dòng)控制。

運(yùn)輸車輛自動(dòng)沖洗系統(tǒng)。當(dāng)運(yùn)煤車輛從煤場(chǎng)駛?cè)胱詣?dòng)洗車區(qū)域后，系統(tǒng)傳感器檢測(cè)到車輛，并把信號(hào)傳送給系統(tǒng)控制箱。控制箱得到煤車進(jìn)入洗車區(qū)域信號(hào)后打開電磁閥，高壓水流經(jīng)過(guò)電磁閥后從通道兩側(cè)噴淋頭噴出，對(duì)車輪和車身進(jìn)行全面沖洗。該系統(tǒng)不僅涉及洗車裝置的水源取水、管路敷設(shè)、閥門及沖洗管路布置、沖洗水回收處理等一系列水處理問(wèn)題，還包括車輛自動(dòng)清洗裝置電氣裝置及電氣控制部分，車輛感應(yīng)、沖洗水開?？刂啤⑺米詣?dòng)控制及遠(yuǎn)距離遙控控制等一系列自動(dòng)控制裝置的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、投運(yùn)等。該自動(dòng)清洗裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)煤車輛車身、輪胎以及底盤進(jìn)行全方位無(wú)死角的徹底清洗。自動(dòng)洗車系統(tǒng)原理見圖1。

圖1 自動(dòng)洗車系統(tǒng)原理

道路自動(dòng)灑水系統(tǒng)。灑水管路總供水端安裝電動(dòng)球閥2臺(tái)，分別控制新倉(cāng)南北兩條地銷公路灑水管路。電控系統(tǒng)由PLC模塊控制，當(dāng)閥門開啟時(shí)，專用水泵啟動(dòng)，為噴淋水管路供水、加壓，在相應(yīng)管路進(jìn)行灑水。當(dāng)達(dá)到設(shè)置灑水時(shí)間時(shí)，PLC發(fā)出指令，電動(dòng)球閥自動(dòng)關(guān)閉，專用水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，灑水結(jié)束。在保證灑水效果的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了灑水全過(guò)程自動(dòng)控制。新建煤倉(cāng)兩側(cè)地銷公路鋪設(shè)的道路噴淋專用管路長(zhǎng)約500m，在管路上安裝DN20mm灑水噴頭60個(gè)。實(shí)現(xiàn)對(duì)新建煤倉(cāng)南北兩條地銷公路全覆蓋噴灑，確保車輛運(yùn)輸過(guò)程中地面時(shí)刻濕潤(rùn)、清潔，不起揚(yáng)塵。為保證道路灑水系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)效性，減少空載運(yùn)行時(shí)間，對(duì)噴灑時(shí)間做了較為合理的設(shè)置，該系統(tǒng)設(shè)置為早晨8:00啟動(dòng)運(yùn)行，灑水系統(tǒng)每隔50分鐘開啟1次，灑水持續(xù)時(shí)間為5分鐘，下午6:00自動(dòng)關(guān)閉，時(shí)間較結(jié)束時(shí)間后延30分鐘，在最大限度節(jié)約水資源的基礎(chǔ)上，又避免了運(yùn)輸?shù)缆窞⑺畷r(shí)間盲區(qū)。灑水系統(tǒng)根據(jù)天氣變化，可靈活調(diào)整開啟頻次，確保灑水降塵效果達(dá)到最優(yōu)。

銷售道路自動(dòng)沖洗裝置系統(tǒng)。在裝車倉(cāng)至地銷公路東門崗道路兩側(cè)安裝DN100mm沖地管路約300m，25m為一組，共12組，每組在管道上安裝DN20mm噴水嘴25個(gè)，水嘴間隔1m，利用快速裝車倉(cāng)上水源壓力大的特點(diǎn)，使用噴水嘴高壓水流對(duì)道路進(jìn)行自動(dòng)沖洗。沖地管路每組水源由DN100mm電動(dòng)球閥控制，既可手動(dòng)控制開關(guān)、又可利用PLC控制。每隔0.5小時(shí)，裝車倉(cāng)以東道路沖洗裝置開啟一次，開啟時(shí)間為2分鐘，保持道路濕潤(rùn)，防止出現(xiàn)揚(yáng)塵；每隔1.5小時(shí)，裝車倉(cāng)以東道路沖洗裝置開啟一次，開啟時(shí)間為5分鐘，對(duì)地銷公路地面進(jìn)行徹底沖洗，保持銷售道路地面清潔。

矸石棚自動(dòng)干霧除塵系統(tǒng)。水洗矸石棚頂干霧除塵噴頭，出水直徑為0.5mm，供水壓力為0.6Mpa，將壓水流通過(guò)噴頭噴射到空中，呈霧狀散落，有效凈化棚內(nèi)空氣，達(dá)到降塵、抑塵的效果。霧炮機(jī)，通過(guò)噴射微米級(jí)水霧顆粒，分解、淡化空氣中的揚(yáng)塵顆粒，有效減少空氣中的顆粒物與塵埃。

產(chǎn)品銷售區(qū)域環(huán)保用水閉路循環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。生產(chǎn)水池補(bǔ)水及液位控制、儲(chǔ)裝運(yùn)新倉(cāng)水箱補(bǔ)水及液位控制、沉淀池液位控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。補(bǔ)水時(shí)，若水位低時(shí)閥門或泵自動(dòng)開啟，則向水池、水箱內(nèi)補(bǔ)水，補(bǔ)滿水后，泵或閥門自動(dòng)關(guān)閉，停止補(bǔ)水。沉淀池內(nèi)，水位高時(shí)泵自動(dòng)開啟抽水，水位低時(shí)，泵自動(dòng)停機(jī)停止抽水

沖洗噴淋水自動(dòng)回收系統(tǒng)。在礦運(yùn)煤公路水溝末端建設(shè)容量為50立方米的沉淀池，收集車輛沖洗水、路面沖洗水、路面噴淋水等環(huán)保用水。在沉淀池內(nèi)安裝立式液下渣漿泵，敷設(shè)管路連通水泵與生產(chǎn)系統(tǒng)濃縮池。通過(guò)水泵將收集的煤泥水抽運(yùn)至濃縮池，凈化處理，循環(huán)利用。在沉淀池內(nèi)安裝浮球液位控制器，檢測(cè)池內(nèi)水位。當(dāng)水位低于下限位時(shí)，浮球開關(guān)下限位運(yùn)作，信號(hào)傳輸至泵控制箱，接觸器線圈通電，水泵開機(jī)運(yùn)行，將煤泥水抽運(yùn)至濃縮池。當(dāng)水位高于上限位時(shí)，浮球液位控制器上限位運(yùn)作，水泵控制接觸器線圈斷電，水泵停止運(yùn)行，停止抽水。如此實(shí)現(xiàn)沉淀池水位的自動(dòng)控制。該系統(tǒng)一直處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

二、全自動(dòng)智能化區(qū)域環(huán)境治理對(duì)策及建議

黨的十九大以來(lái)，習(xí)近平總書記提出要牢固樹立社會(huì)主義生態(tài)文明觀，堅(jiān)決打好生態(tài)環(huán)境保護(hù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。進(jìn)入十四五時(shí)期，政府部門對(duì)PM2.5、PM10的排放要求日益嚴(yán)格，因此作為煤礦企業(yè)，需要進(jìn)一步做好揚(yáng)塵治理設(shè)施管理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理智能化管理，做到動(dòng)態(tài)達(dá)標(biāo)排放。

環(huán)保生產(chǎn)設(shè)施廠家應(yīng)與高校、企業(yè)及時(shí)建立溝通機(jī)制，與高校聯(lián)合定向培養(yǎng)，夯實(shí)環(huán)保科技人才的專業(yè)理論知識(shí)，建立智能化區(qū)域環(huán)境治理科研技術(shù)團(tuán)隊(duì)，集結(jié)專業(yè)技能精湛的技術(shù)人才對(duì)科技項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，并將環(huán)?？萍汲晒麘?yīng)用于煤礦污染治理。

下游煤企單位對(duì)區(qū)域環(huán)境治理屬于污染防治環(huán)節(jié)的末端處理。礦井單位可引入5G通信技術(shù)、閉環(huán)控制技術(shù)等，建立智能化區(qū)域環(huán)境治理設(shè)備設(shè)施的遠(yuǎn)程通信功能，將環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)信息及時(shí)反饋至云端平臺(tái)控制系統(tǒng)，自動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行判斷與預(yù)警，做到環(huán)境治理自動(dòng)化控制。

三、小結(jié)

基于全自動(dòng)智能化區(qū)域環(huán)境治理系統(tǒng)的實(shí)施，大幅提高了產(chǎn)品銷售區(qū)域環(huán)境治理水平，減少污染物排放，改善環(huán)境質(zhì)量，為推動(dòng)城郊煤礦打造資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、低碳、綠色可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，體現(xiàn)了城郊煤礦勇于擔(dān)當(dāng)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排社會(huì)責(zé)任，為保衛(wèi)藍(lán)天作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。