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)
隨著國(guó)家對(duì)大氣污染治理管理力度的不斷加大,對(duì)煤礦煤粉塵的治理要求也越來(lái)越嚴(yán)格。為減少煤礦煤粉塵的產(chǎn)生及對(duì)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(guó)家、省和市有關(guān)部門要求,先后修訂出臺(tái)了《濟(jì)寧市煤場(chǎng)、矸石堆場(chǎng)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(guò)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(lái)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(jiǎn)稱高煤公司)及時(shí)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。
多年來(lái),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(wàn)元對(duì)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(guó)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(shì)的變化而不斷提升完善。為此,公司對(duì)照新標(biāo)準(zhǔn)要求及時(shí)排查了自身問(wèn)題和不足。
主井口的原煤提升罐籠卸載點(diǎn)和原煤破碎、篩分及選煤各膠帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)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(guò)程中易產(chǎn)生煤塵,污染外界環(huán)境和影響職工健康。
為減少地面煤炭存儲(chǔ)對(duì)環(huán)境的影響,便于火車運(yùn)輸,地面原建有6 000 t精煤倉(cāng)和4 000 t精煤倉(cāng)各1座,另外還建有6 000 t的原煤倉(cāng)1座和1 000 t原煤緩沖倉(cāng)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(shí)還有揚(yáng)塵產(chǎn)生。
以前,煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)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(guò)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(wú)法保障煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)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(duì)該水消毒后代替深井水,完全可以滿足煤場(chǎng)消防、降塵和沖車使用,但需要設(shè)計(jì)建造專門用于地面防塵的礦井水回用系統(tǒng)。
為了降低煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)裝卸過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵,只在原煤(精煤)裝卸處安裝了2臺(tái)噴霧炮,在其他煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)安裝了簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴灑或定時(shí)噴灑,只能靠人工操作控制灑水降塵,無(wú)法掌握灑水降塵壓力是否符合要求。另外,由于煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)地面沒(méi)有硬化,地面凸凹不平,遇到下雨或煤場(chǎng)灑水多時(shí),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。
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(dòng)強(qiáng)度大,且不易控制沖洗時(shí)間,車輛沖洗和覆蓋效果差,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),影響煤炭正常發(fā)運(yùn),常被環(huán)保部門通報(bào)批評(píng)。
原煤場(chǎng)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(chǎng)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(wú)處排放,影響周圍居民生活。
由于沒(méi)有現(xiàn)代化的管理設(shè)施,無(wú)法隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)防塵情況和防塵質(zhì)量,只有工作人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)才能看出措施落實(shí)情況,浪費(fèi)時(shí)間和精力,給日常管理工作帶來(lái)極大不便,稍有監(jiān)督管理不到位,就會(huì)受到地方部門通報(bào)或處罰。
為了解決煤粉塵防治存在的問(wèn)題和不足,對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)要求,經(jīng)過(guò)大量調(diào)研,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,公司研究制定了相應(yīng)的綜合治理和管理措施。
為最大限度降低原煤運(yùn)輸和洗選過(guò)程中煤塵的產(chǎn)生,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,主要采取以下2項(xiàng)措施:
(1)封閉主井口原煤提升煤斗卸載點(diǎn);在煤炭卸載點(diǎn)安設(shè)微震自動(dòng)噴霧,卸煤時(shí)可自動(dòng)噴灑,有效控制煤塵產(chǎn)生。
(2)對(duì)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(diǎn)安裝噴霧灑水降塵設(shè)施,對(duì)廠房?jī)?nèi)各選煤運(yùn)輸膠帶安裝PVC防塵罩,并對(duì)各廠房之間連接的棧橋玻璃窗戶安裝防風(fēng)抑塵網(wǎng)。
為減少煤炭和矸石露天存放產(chǎn)生的煤粉塵,對(duì)各存儲(chǔ)場(chǎng)進(jìn)行了封閉設(shè)計(jì)施工。由于封閉項(xiàng)目屬于新建工程,必須在原有場(chǎng)地進(jìn)行,但原有場(chǎng)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(chǎng)地狹窄,施工難度大。在多次充分調(diào)研和實(shí)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(gè)儲(chǔ)煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)地的封閉設(shè)計(jì)施工。
3.2.1 精煤(原煤)堆場(chǎng)封閉方案
精煤(原煤)堆場(chǎng)東側(cè)有3條落煤棧橋和一個(gè)地下外來(lái)煤受煤坑,其封閉方案采用條形煤場(chǎng)封閉方案。儲(chǔ)煤場(chǎng)頂蓋采用曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu),煤場(chǎng)東西方向長(zhǎng)114 m,南北方向?qū)?5 m,凈高24 m(以高于煤場(chǎng)281帶式輸送機(jī)棧橋)。煤場(chǎng)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(duì)煤場(chǎng)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(chǎng)封閉方案
受現(xiàn)場(chǎng)條件制約,公司無(wú)合適位置增建矸石和中煤煤倉(cāng),因此,洗矸石和中煤存儲(chǔ)只能采用與煤泥一樣落地密閉棚儲(chǔ)的方式。
由于中煤堆場(chǎng)、水洗矸石堆場(chǎng)、煤泥堆場(chǎng)相距較近,設(shè)計(jì)考慮在中煤落煤棧橋兩側(cè)設(shè)置兩座封閉煤場(chǎng),西側(cè)儲(chǔ)存水洗矸石和部分中煤,東側(cè)儲(chǔ)存煤泥和部分中煤。由于此區(qū)域建筑物較多,場(chǎng)地狹小,設(shè)計(jì)時(shí)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(lái)困難,此兩座煤場(chǎng)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(chǎng)采用東西方向長(zhǎng)30 m,南北方向?qū)?0 m的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu);東側(cè)煤場(chǎng)采用東西方向長(zhǎng)48 m,南北方向?qū)?5 m的平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。煤場(chǎng)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(duì)煤場(chǎng)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(chǎng)封閉方案
掘進(jìn)矸石堆場(chǎng)采用東西方向長(zhǎng)45 m、南北方向?qū)?1 m輕鋼門架結(jié)構(gòu)堆場(chǎng),堆場(chǎng)最低點(diǎn)凈高6 m,堆場(chǎng)南側(cè)和北側(cè)立柱子,堆場(chǎng)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(duì)煤場(chǎng)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(chǔ)存帶來(lái)的環(huán)境影響,除了盡量把煤炭?jī)?chǔ)存在地面密封煤倉(cāng)外,公司又在井下建造了1個(gè)6 000 t的原煤倉(cāng),當(dāng)?shù)孛嫦催x不正常時(shí)盡可能將原煤儲(chǔ)存在井下,以減少地面堆積和裝卸產(chǎn)生揚(yáng)塵。
由于公司對(duì)掘進(jìn)矸石、洗矸、中煤、煤泥、原煤(精煤)和回煤場(chǎng)地全部進(jìn)行了封閉處理,封閉面積較大,作業(yè)過(guò)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(chǎng)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(guò)消毒后完全可以滿足煤場(chǎng)消防、降塵和沖車使用。為此,公司設(shè)計(jì)建造了地面礦井水回用系統(tǒng),安裝了3臺(tái)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(chǎng)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(shí)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(dòng)切換;水泵軟啟動(dòng)并自行切換;自動(dòng)巡檢;水池液位控制;雙路電源切換;故障自檢、保護(hù)及報(bào)警顯示等。
為確保各儲(chǔ)存場(chǎng)灑水抑塵設(shè)施全覆蓋,在封閉廠房?jī)?nèi)外重新安裝設(shè)計(jì)了噴灑系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)。
(1)在所有封閉煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)頂部設(shè)計(jì)安裝了網(wǎng)格狀的自動(dòng)噴灑系統(tǒng),每隔2 m安裝1個(gè)噴頭,做到封閉煤場(chǎng)內(nèi)每個(gè)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(shí)現(xiàn)每個(gè)儲(chǔ)煤場(chǎng)根據(jù)需要既能自動(dòng)定時(shí)噴灑,又能人工操作噴灑,確保在自動(dòng)噴灑出故障時(shí)能夠達(dá)到人工操作,防止煤場(chǎng)裝卸作業(yè)時(shí)影響降塵。同時(shí)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(guò)手機(jī)APP可隨時(shí)掌握各點(diǎn)噴灑壓力和水量大小,以便及時(shí)調(diào)節(jié)和控制,確保各點(diǎn)防塵到位。
(2)在煤場(chǎng)封閉廠房外運(yùn)煤道路每隔50 m安裝了30多個(gè)自動(dòng)卷繞沖洗箱和簡(jiǎn)易沖塵箱,在礦外運(yùn)煤道路安裝了1 000多米長(zhǎng)灑水管道,配合已有的2輛灑水車,對(duì)煤場(chǎng)工業(yè)廣場(chǎng)和運(yùn)煤道路不定期沖洗和灑水,確保煤場(chǎng)及礦外路面清潔濕潤(rùn)無(wú)揚(yáng)塵。
(3)對(duì)煤場(chǎng)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。
為減少煤炭和矸石在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生煤粉塵,在運(yùn)煤場(chǎng)大門口內(nèi)側(cè)建造10 m長(zhǎng)的輪胎沖洗池和8 m長(zhǎng)的運(yùn)煤車輛自動(dòng)定時(shí)沖洗臺(tái),并安裝紅外線感應(yīng)裝置和自動(dòng)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(dòng)沖洗臺(tái)沖洗,實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤車輛自動(dòng)定時(shí)沖洗,自動(dòng)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(shí)又減少工人勞動(dòng)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(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的改為國(guó)Ⅴ排放的車輛,并在車廂全部安裝自動(dòng)覆蓋設(shè)施,既可解決重污染天氣Ⅱ級(jí)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(dòng)強(qiáng)度,減少覆蓋時(shí)間,提高覆蓋效果。
為確保煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)防塵廢水得到有效治理,防止二次污染,在所有儲(chǔ)存場(chǎng)一側(cè)建造寬0.8 m,深1 m的排水溝;在各儲(chǔ)存場(chǎng)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(tái)西側(cè)和運(yùn)煤出入的大門口外分別建造10 m3的臨時(shí)沉淀池;在煤場(chǎng)中央建造寬1 m、深1.2 m的排水溝;在煤泥場(chǎng)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(tái)流量為200 m3/h的自動(dòng)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(chǎng)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(chǎng)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(wú)處排放而聚集到煤場(chǎng)和運(yùn)煤道路兩側(cè)帶來(lái)的環(huán)境污染,解決了污水無(wú)處排放造成的臟亂差問(wèn)題。
為有效抑制自然風(fēng)引起的煤粉塵,降低大風(fēng)對(duì)貯煤場(chǎng)煤粉塵的影響,在儲(chǔ)煤場(chǎng)和矸石場(chǎng)四周建造高5 m的防塵墻,并在墻上再安裝高2 m共計(jì)5 800 m2的防風(fēng)抑塵網(wǎng)。另外,又在煤場(chǎng)四周和運(yùn)煤道路兩側(cè)栽種了2排梧桐樹(shù)、楊樹(shù)等高大喬木,用于吸附、阻擋并抑制煤粉塵。
為隨時(shí)掌握各儲(chǔ)存場(chǎng)煤粉塵狀況和空氣質(zhì)量,提高監(jiān)管工作效率,在所有儲(chǔ)存場(chǎng)、沖車臺(tái)、運(yùn)煤出口和運(yùn)煤道路等關(guān)鍵場(chǎng)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(chǎng)安裝PM10監(jiān)測(cè)儀器,編制了手機(jī)APP小程序。通過(guò)上述措施,在辦公室即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各場(chǎng)所防塵措施落實(shí)情況的監(jiān)督觀察,通過(guò)手機(jī)APP小程序能對(duì)煤場(chǎng)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,確保發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)督促整改,以提高監(jiān)管工作效率,保證各點(diǎn)防塵措施落實(shí)到位,做到監(jiān)管無(wú)盲區(qū)、無(wú)漏洞、無(wú)死角。
項(xiàng)目完成后,可優(yōu)化人員3人,每年可減少工資支出27萬(wàn)元以上;采用礦井水替代深井水每年可節(jié)約地下水25萬(wàn)m3,減少水資源稅支出37.5萬(wàn)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(wàn)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(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的順利完成。
項(xiàng)目實(shí)施后,最大限度地減少了公司在煤炭提升、洗選加工、儲(chǔ)存、裝卸和運(yùn)輸過(guò)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(duì)員工身心健康和外界大氣環(huán)境的影響,達(dá)到了國(guó)家職業(yè)健康和環(huán)保部門的要求。
(1)項(xiàng)目實(shí)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(dòng)化管理水平,減少了勞動(dòng)用工,降低了工人勞動(dòng)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(wàn)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(píng)價(jià)和認(rèn)可,當(dāng)?shù)刂鞴懿块T也多次在此召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì),作為先進(jìn)典型,在其他煤礦和煤場(chǎng)進(jìn)行推廣應(yīng)用,省內(nèi)外其他煤礦也多次前來(lái)參觀學(xué)習(xí)和借鑒,公司的知名度大大提高。
高煤公司對(duì)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(diǎn)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(duì)環(huán)境的影響。該項(xiàng)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(guó)家及地方大氣污染防治標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的變化,及時(shí)進(jìn)行深度治理研究,做到早行動(dòng)早受益,由被動(dòng)變主動(dòng),才能確保企業(yè)的生產(chǎn)和銷售穩(wěn)步發(fā)展。