煤矿环保设计技术的建构

1、煤矿环保设计技术的建构     煤炭的开发对矿山及其周围环境造成了严重的影响，噪声、粉尘是矿区环境质量变化的主要根源，降噪、防尘、综合治理要以治本为主，应先从设计入手。冀中能源金牛股份公司邢东矿井不但经济效益高，而且环保效果好，被建设单位荣为“高产高效、环保型”矿井。在该矿井的建设期间，设计采取的环保措施为矿井生产改善煤矿面貌创出了新的技术途径和经验。1 特殊的地理环境冀中能源金牛股份公司邢东矿井位于邢台市东北郊 4 km 处，在京深高速公路的西侧。井田地面平坦、土地肥沃、人口密集。矿井工业场地据井下开拓布置要求选择在先于村村庄西侧，场区边界距村庄民房仅

2、 4 m之隔。其中：该矿主、副井井口距村庄民房距离分别为 85 m 和 50 m；扇风机和压风机距村庄民房距离分别为 100 m 和 105 m，主井生产系统距村庄民房 80 m，辅助生产系统距村庄民房 20 m。2 设计采取的环保措施由于邢东矿井所处环境位置特殊，市区规划与工农关系对矿井环境治理提出了更高的要求。为此，设计以治本为主，加强技术创新，提高环保意识，将噪声、粉尘等治理措施强化于各单项工程设计之中。2.1 降噪措施煤矿生产过程中主要噪声源的形成：（1） 机械设备自身运转和振动。（2） 物体摩擦与碰撞。根据其实际情况应抓其核心防治结合。设备选型时在技术先进，运行可靠的前提下优先选用噪

3、声低的设备，如压风机选用体积小、噪声低的螺杆压风机；主、副井绞车选用运行平稳、启动容易、噪声小的直流拖动方式；井口操车设备选用撞击力小的电液动力系统。（1） 将扇风机机械部分全布置在地表以下。矿井通风方式为中央并列式，即副井进风，主井回风，主扇风机选用 2K58- NO24 型轴流式通风机两台。主扇风机不但是矿井的主要机电设备，同时也是矿井的主要噪声污染源之一，其布置在主井井口附近不但位置选择受到局限，而且降噪措施也是煤炭行业技术攻关的课题。为此，设计经过多方案技术经济比较后，决定将扇风机的风道全布置在地下并与主井井口筛分破碎车间基础联合重叠布置，在进行筛粉破碎车间基础施工的同时，风道也就随之

4、完成，减少了土建工程的开挖和回填的工作量。将扇风机房按半地下式两层结构设计，地下层布置扇风机机械部分，有效的隔阻了机械噪声和低频震动。地上层布置风机的配电及控制部分，以利防潮和管理。在设备安装孔处设有消音盖板，在扩散器出口安装了片式消音板，并且在其出口设计了防雨罩，保护消音板不受雨淋。扇风系统地面建构筑物仅有 13.1 m×6.6 m的电器室和 3.2 m×11.5m 的扩散塔，与传统的布置方式相比不但布置灵活而且占地面积省，同时降噪效果显著。目前运行实测，在距风机房 1 m处噪声为 50 dB（A）以下，达到了预期目地，受到用户好评。（2） 封闭式布置副井井口车场。副井井

5、筒担负着矿井的全部辅助提升任务，按传统的方式布置时，其井口车场庞大、材料车辆运行频繁、工作环境恶劣、机械碰撞噪声源多而散。针对其功能和特点，设计将煤炭工业石家庄设计研究院新开发的由矸石翻车机、电动转盘、长距离爬车机组成的副井口环形车场，压缩布置在长78 m 宽 14 m 的井口房内，不但占地省、自动化程度高、工作环境好，而且把副井口及矸石系统的噪声控制在建筑物内。目前，副井井口房内每班仅 3 人担负着信号、把钩、翻矸、操车、调度等上述全部任务，工作效率大幅提高。副井口的全部噪声被井口房内的吸音材料和井口房吸阻，实测井口房外 3 m处的噪声为45 dB（A）。地面原煤生产系统为筛分、破碎、选矸、

6、煤流入仓汽车外运。为减少煤流转载过程中与机械的碰撞声，设计在井口接受仓、筛下溜槽、皮带机头溜槽及手选取矸石溜槽处均铺设高分子塑料板，即能防堵防砸又可降噪。2.2 除尘措施副井矸石系统为矸石翻车机振动给料机转矸皮带矸石仓；主井手选矸石通过矸石转载皮带进入矸石仓，两个系统的矸石最终汇集一处。各系统的矸石流程均被走廊封闭，彻底消灭了矸石粉尘的扩散与污染。矸石排弃不建山、不占地，由汽车外运回填以前烧砖取土的坑洼废田，然后覆土耕植，即节省占地又无挥发性污染，保护了生态环境。现又实施了采用井下矸石充填的措施，使矸石不升井，变废为宝。邢东矿井不设露天储煤场，主井原煤通过筛分破碎车间和皮带走廊进入 12000

7、 t 的原煤仓，整个煤炭流程全为封闭式，消灭了原煤系统的粉尘扩散与污染。对副井提出的井底清理撒煤、井下处理不便的掘进煤等脏杂煤，通过设计分析研究，决定将矸石仓设计成一体多仓的结构型式，副井提出的脏杂煤与副井提出的矸石共用一个系统，通过调度脏杂煤与矸石分时集中处理，并各入其仓。这样不但节约了投资，而且实现了封闭仓储化，完全根冶了煤炭粉尘的污染。该矿食堂变燃煤为燃气，澡塘除冬季外，均采用电汽锅炉供热，冬季采暖锅炉运行时，烟尘经水磨除尘然后通过 45 m 高的烟囱排放扩散。经环保部门测试，烟尘出口浓度为 140 mg/ m3，林格曼黑度为 1 级，达到了国家烟尘排放标准，除尘效率在85%以上。2.3 综合治理措施矿井地面 35 / 6 kV 变电站布置在全室内，设有谐波滤波补偿站，不但省地、美观，而且还消除了线路污染；井下水经斜管沉淀池处理后供矿井生产及农用，提高了矿井水的利用及排放标准；工业场地建构筑物向空间和地下发展，提高井架高度将准备车间与主井箕斗接收仓连体布置，取消 101 原煤皮带减少占地；行政与生产办公和灯房、浴池等实行联体建筑，浴池电汽加热炉布置及各种车辆存放均在地下室，最大限度地减少了建筑物的占地面积，增加了场地绿化范围，场区绿化系数 0.42，实现了道路林荫化，场区花圆化，三季见花，四季常青。3 效果邢东矿井年生产能力 1.2 Mt，通过设计优化，工