邢洪魁

(枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 微山 277605)

1 概 述

随着国家对大气污染治理管理力度的不断加大，对煤矿煤粉尘的治理要求也越来越严格。为减少煤矿煤粉尘的产生及对大气环境的影响，作为煤炭主管部门的济宁市能源局(原煤炭局)按照国家、省和市有关部门要求，先后修订出台了《济宁市煤场、矸石堆场扬尘治理工作导则》等文件，要求煤炭从井下提升到地面后，在洗选、贮存、装卸、运输过程中的扬尘治理必须符合《导则》相关规定，否则进行处罚或停产治理整顿。为达到上述要求，避免因煤粉尘治理不到位给公司带来不必要的损失，枣庄矿业集团高庄煤业有限公司(以下简称高煤公司)及时根据新标准要求进行了地面煤粉尘综合治理技术的研究和应用，取得了较好的效果，达到了预期目的。

2 粉尘污染现状分析

多年来，高煤公司一直比较重视地面大气污染治理工作，先后投资1 000多万元对地面大气污染进行了综合治理，取得了较好的环境效果，得到当地部门的高度认可。但随着国家标准要求的不断提高，原有的治理措施和管理手段已不能适应目前新的标准要求，必须随着形势的变化而不断提升完善。为此，公司对照新标准要求及时排查了自身问题和不足。

2.1 地面原煤提升和洗煤系统存在的问题

主井口的原煤提升罐笼卸载点和原煤破碎、筛分及选煤各胶带转载点均未安装喷雾洒水降尘设施，各胶带未密封，在洗煤生产过程中易产生煤尘，污染外界环境和影响职工健康。

2.2 地面煤炭和矸石储存场存在的问题

为减少地面煤炭存储对环境的影响，便于火车运输，地面原建有6 000 t精煤仓和4 000 t精煤仓各1座，另外还建有6 000 t的原煤仓1座和1 000 t原煤缓冲仓1座，但部分原煤和精煤以及洗煤副产品中的中煤、矸石、煤泥落地露天存放。虽然曾使用防尘网覆盖和洒水抑尘，但效果不佳，在装卸作业时还有扬尘产生。

2.3 煤场防尘方面存在的问题

以前，煤场和矸石场防尘及冲车用水全部使用深井水，每年需要缴纳大量的水资源税。受矿井地质水文条件限制，经常由于用水过度、地下水位下降而导致井壁坍塌，造成职工生活用水紧张，更无法保障煤场和矸石场防尘和冲车用水需要，防尘效果不佳，影响了煤炭地销正常发运。而公司处理后的矿井水水质较好，目前除了井下和洗煤使用外，剩余部分外排，造成水资源浪费并缴纳环保税。若对该水消毒后代替深井水，完全可以满足煤场消防、降尘和冲车使用，但需要设计建造专门用于地面防尘的矿井水回用系统。

2.4 煤场洒水降尘系统存在的问题

为了降低煤场和矸石场装卸过程中产生的扬尘，只在原煤(精煤)装卸处安装了2台喷雾炮，在其他煤场和矸石场安装了简单的局部喷洒降尘系统，不能做到全覆盖，存在抑尘死角和盲区。也未实现自动喷洒或定时喷洒，只能靠人工操作控制洒水降尘，无法掌握洒水降尘压力是否符合要求。另外，由于煤场和矸石场地面没有硬化，地面凸凹不平，遇到下雨或煤场洒水多时，常造成地面泥泞不堪及污水渗透到地下，污染地下水源，加之地面煤泥被车轮带走，影响外界环境。

2.5 运煤车辆缺少自动冲洗控制系统

为了保证运煤车辆不携带煤泥外出，运煤车辆采用人工冲洗和覆盖，劳动强度大，且不易控制冲洗时间，车辆冲洗和覆盖效果差，耗费时间长，影响煤炭正常发运，常被环保部门通报批评。

2.6 缺少防尘废水排放和收集系统

原煤场未建造专门的防尘水排水系统和冲车水收集系统，经常造成煤场污水四溢，特别是矿外运煤道路，由于天天洒水降尘，导致路两侧雨水沟积水而无处排放，影响周围居民生活。

2.7 缺少现代化的管理设备和技术

由于没有现代化的管理设施，无法随时掌握现场防尘情况和防尘质量，只有工作人员到现场检查时才能看出措施落实情况，浪费时间和精力，给日常管理工作带来极大不便，稍有监督管理不到位，就会受到地方部门通报或处罚。

3 项目研究实施

为了解决煤粉尘防治存在的问题和不足，对照标准要求，经过大量调研，结合现场实际，公司研究制定了相应的综合治理和管理措施。

3.1 地面原煤运输和洗选系统及各转载点的防降尘措施

为最大限度降低原煤运输和洗选过程中煤尘的产生，根据现场情况，主要采取以下2项措施：

(1)封闭主井口原煤提升煤斗卸载点；在煤炭卸载点安设微震自动喷雾，卸煤时可自动喷洒，有效控制煤尘产生。

(2)对原煤破碎和筛分系统采用密闭集尘罩和旋风除尘器，在选煤各胶带转载点安装喷雾洒水降尘设施，对厂房内各选煤运输胶带安装PVC防尘罩，并对各厂房之间连接的栈桥玻璃窗户安装防风抑尘网。

3.2 建造全封闭储煤场和井下储煤仓

为减少煤炭和矸石露天存放产生的煤粉尘，对各存储场进行了封闭设计施工。由于封闭项目属于新建工程，必须在原有场地进行，但原有场地很多建筑物已经形成，新建工程与原有建筑物相邻，施工场地狭窄，施工难度大。在多次充分调研和实地考察的基础上，本着既能达到环保安全封闭要求，又要达到投资成本最低的原则进行了各个储煤场和矸石场地的封闭设计施工。

3.2.1 精煤(原煤)堆场封闭方案

精煤(原煤)堆场东侧有3条落煤栈桥和一个地下外来煤受煤坑，其封闭方案采用条形煤场封闭方案。储煤场顶盖采用曲面网格结构，煤场东西方向长114 m，南北方向宽75 m，净高24 m(以高于煤场281带式输送机栈桥)。煤场周边设置3 m高混凝土挡墙，在3～6 m处采用轻型彩板维护，6～7.5 m处采用挡风抑尘网，对煤场内进行自然通风，7.5 m以上采用彩板维护。

3.2.2 中煤、水洗矸石、煤泥堆场封闭方案

受现场条件制约，公司无合适位置增建矸石和中煤煤仓，因此，洗矸石和中煤存储只能采用与煤泥一样落地密闭棚储的方式。

由于中煤堆场、水洗矸石堆场、煤泥堆场相距较近，设计考虑在中煤落煤栈桥两侧设置两座封闭煤场，西侧储存水洗矸石和部分中煤，东侧储存煤泥和部分中煤。由于此区域建筑物较多，场地狭小，设计时要尽可能少立柱子，避免与现有建筑物发生冲突或给装车带来困难，此两座煤场考虑采用平板网架结构，顶盖设置于区域内建筑物上部。

西侧煤场采用东西方向长30 m，南北方向宽30 m的平板网架结构；东侧煤场采用东西方向长48 m，南北方向宽45 m的平板网架结构。煤场净高18 m，西侧、南侧、北侧三边设置3 m高混凝土挡墙，3～6 m处采用轻型彩板维护，6～7.5 m处采用挡风抑尘网，对煤场内进行自然通风，7.5 m以上采用彩板维护。

3.2.3 掘进矸石堆场封闭方案

掘进矸石堆场采用东西方向长45 m、南北方向宽21 m轻钢门架结构堆场，堆场最低点净高6 m，堆场南侧和北侧立柱子，堆场南、北、西侧边设置3 m高混凝土挡墙，3～6 m处采用挡风抑尘网，对煤场内进行自然通风，东侧不维护，便于进出车辆。

另外，为减少煤炭地面储存带来的环境影响，除了尽量把煤炭储存在地面密封煤仓外，公司又在井下建造了1个6 000 t的原煤仓，当地面洗选不正常时尽可能将原煤储存在井下，以减少地面堆积和装卸产生扬尘。

3.3 建造煤场防尘水中水回用供应系统

由于公司对掘进矸石、洗矸、中煤、煤泥、原煤(精煤)和回煤场地全部进行了封闭处理，封闭面积较大，作业过程中产生的大量煤尘，存在爆炸等安全隐患以及粉尘外溢污染环境情况，按照相关要求，必须在煤场内建造相配套的消防设施和洒水降尘设施。而公司处理后的矿井水经过消毒后完全可以满足煤场消防、降尘和冲车使用。为此，公司设计建造了地面矿井水回用系统，安装了3台V-X80/120型，流量为288 m3/h，扬程为120 m，功率为285 kW的消防给水机组和中水回用紫外线消毒设施，专门用于煤场消防、防尘和冲车、冲地使用。供水机组按设定的工作方式和程序智能调控运行，并可实现如下功能：双恒压设定，分区控制消防压力；消防与生产给水自动切换；水泵软启动并自行切换；自动巡检；水池液位控制；双路电源切换；故障自检、保护及报警显示等。

3.4 建造了全覆盖的网格状自动喷洒系统和地面硬化系统

为确保各储存场洒水抑尘设施全覆盖，在封闭厂房内外重新安装设计了喷洒系统和冲洗系统。

(1)在所有封闭煤场和矸石场顶部设计安装了网格状的自动喷洒系统，每隔2 m安装1个喷头，做到封闭煤场内每个角落都有喷洒设施；在主供水管路安装智能压力传感系统，编制手机APP小程序，实现每个储煤场根据需要既能自动定时喷洒，又能人工操作喷洒，确保在自动喷洒出故障时能够达到人工操作，防止煤场装卸作业时影响降尘。同时由于智能压力传感系统的安装应用，在电脑或手机上通过手机APP可随时掌握各点喷洒压力和水量大小，以便及时调节和控制，确保各点防尘到位。

(2)在煤场封闭厂房外运煤道路每隔50 m安装了30多个自动卷绕冲洗箱和简易冲尘箱，在矿外运煤道路安装了1 000多米长洒水管道，配合已有的2辆洒水车，对煤场工业广场和运煤道路不定期冲洗和洒水，确保煤场及矿外路面清洁湿润无扬尘。

(3)对煤场地面全部采用20 cm厚的钢筋混凝土进行硬化处理，便于地面积存煤炭清理和地面冲洗，以解决地面脏乱差和煤泥随车轮带走情况的发生，避免防尘污水渗透到地下污染地下水源。

3.5 建造运煤车辆自动冲洗系统，配置运煤车辆自动覆盖设施

为减少煤炭和矸石在运输过程中产生煤粉尘，在运煤场大门口内侧建造10 m长的轮胎冲洗池和8 m长的运煤车辆自动定时冲洗台，并安装红外线感应装置和自动门禁系统。运煤车辆轮胎携带的煤泥先经轮胎池初步清理后，再经自动冲洗台冲洗，实现运煤车辆自动定时冲洗，自动放行。既可解决运煤车辆的清洗，又能解决人工冲洗不彻底的难题，同时又减少工人劳动强度，少用了3名工人。另外，为确保运煤车辆符合要求，将运煤车辆全部由以前使用国Ⅳ排放标准的改为国Ⅴ排放的车辆，并在车厢全部安装自动覆盖设施，既可解决重污染天气Ⅱ级应急响应情况下能保证煤炭的正常发运，又可减少运输工人覆盖车厢的劳动强度，减少覆盖时间，提高覆盖效果。

3.6 建造防尘污水排放系统和集中收集系统

为确保煤场和矸石场防尘废水得到有效治理，防止二次污染，在所有储存场一侧建造宽0.8 m，深1 m的排水沟；在各储存场内部建造宽和深均为0.3 m通往排水沟的导水槽；在洗车台西侧和运煤出入的大门口外分别建造10 m3的临时沉淀池；在煤场中央建造宽1 m、深1.2 m的排水沟；在煤泥场南侧新建100 m3的集水池，所有排水沟均通往集水池；在集水池内安装了2台流量为200 m3/h的自动启停控制污水泵；铺设了250 m通向矿井水调节水池的防尘污水管，把煤场和运煤道路产生的所有污水全部排到矿井水处理站进行处理，确保煤场内外防尘水和封闭厂房顶部流下的雨水集中收集处理，杜绝了废水无处排放而聚集到煤场和运煤道路两侧带来的环境污染，解决了污水无处排放造成的脏乱差问题。

3.7 在煤场四周和运煤道路建造挡风抑尘设施和绿化带

为有效抑制自然风引起的煤粉尘，降低大风对贮煤场煤粉尘的影响，在储煤场和矸石场四周建造高5 m的防尘墙，并在墙上再安装高2 m共计5 800 m2的防风抑尘网。另外，又在煤场四周和运煤道路两侧栽种了2排梧桐树、杨树等高大乔木，用于吸附、阻挡并抑制煤粉尘。

3.8 安装远程视频监控和PM10监测系统

为随时掌握各储存场煤粉尘状况和空气质量，提高监管工作效率，在所有储存场、冲车台、运煤出口和运煤道路等关键场所安装远程红外线视频高清监控系统，在具有代表性的煤场安装PM10监测仪器，编制了手机APP小程序。通过上述措施，在办公室即可实现对各场所防尘措施落实情况的监督观察，通过手机APP小程序能对煤场空气质量监测数据进行查询，确保发现问题及时督促整改，以提高监管工作效率，保证各点防尘措施落实到位，做到监管无盲区、无漏洞、无死角。

4 项目实施效果

4.1 经济效益

项目完成后，可优化人员3人，每年可减少工资支出27万元以上；采用矿井水替代深井水每年可节约地下水25万m3，减少水资源税支出37.5万元；煤粉尘治理符合环保要求，每年可减少环保税缴纳35万元以上，避免了处罚，保证了煤炭正常运输和销售发运，降低了公司生产成本，提高了公司经济效益，保证了公司各项经济指标的顺利完成。

4.2 环境效益

项目实施后，最大限度地减少了公司在煤炭提升、洗选加工、储存、装卸和运输过程中煤粉尘的产生量，极大的改善了工作环境，减少了对员工身心健康和外界大气环境的影响，达到了国家职业健康和环保部门的要求。

4.3 社会效益

(1)项目实施后，解决了生产中的许多煤粉尘治理难题，提高了煤粉尘治理技术水平和自动化管理水平，减少了劳动用工，降低了工人劳动强度，提高了防尘工作效率。

(2)由于回用了矿井水，每年可节约地下水资源25万m3以上，既缓解了公司生活用水紧张的局面，又满足了煤粉尘防治用水需要，达到了“以废治废”的目的。

(3)由于该综合治理技术效果显著，得到同行业单位和当地政府部门的高度评价和认可，当地主管部门也多次在此召开现场推进会，作为先进典型，在其他煤矿和煤场进行推广应用，省内外其他煤矿也多次前来参观学习和借鉴，公司的知名度大大提高。

5 结 语

高煤公司对地面煤粉尘的综合治理研究取得了较好的效果，达到了预期要求。今后的重点工作是日常措施要严格执行到位，确保设施正常运行，以最大限度降低煤粉尘对环境的影响。该项目的成功运行也表明，煤矿企业要想正常生产，必须根据国家及地方大气污染防治标准不断提高的变化，及时进行深度治理研究，做到早行动早受益，由被动变主动，才能确保企业的生产和销售稳步发展。