汪家寨煤矿污染粉尘治理现状及其建议(1)

汪家寨煤矿污染粉尘治理现状及其建议

代　颖1　郁钟铭2,3　莫　樊1,4

(11贵州大学矿业学院,贵州省贵阳市,550003;21武汉理工大学,湖北省武汉市,430070;31贵州民族学院,贵州省贵阳市,550025;41贵州煤矿安全监察局盘江分局,贵州省兴义市,562300)

　　摘　要　介绍了贵州省汪家寨煤矿矿区采矿废弃物治理概况,分析了存在的问题,提出

了该矿应对煤矸石、矿井水污染和井下废气及粉尘应采取的治理措施建议。

关键词　煤矿开采　环境保护　资源利用中图分类号　TD99511　　文献标识码　B

ThestatusanddevelopmentsofenvironmentalgovernancesaboutWangjiazhaicoalmine

Daiying(GuizhouUniversity,MingingCollege,Guiyang,550003)

　　Abstract　ThispaperintroducesthestatusofenvironmentaboutWangjiazhaicoalmineandanalysestheprob2

lemsinthisfield1Accordingtothedomesticandforeigntechnology,giventherelevantenvironmentalprocessingsuggestions1

Keywords　coalmining,environmentalprotection,theuseofresources

　　贵州是一个煤炭资源十分丰富的省份,煤炭资源的开发利用对贵州经济发展和社会进步具有举足轻重的作用。但资源开发对环境的破坏问题也日趋突出,因采矿引发的环境问题日趋严重。如在六盘水、毕节等地因采煤而起的地质环境问题十分普遍,不仅矿产开采诱发的滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害,而且选煤厂排放的废水、废石、尾矿等,既占用了大量土地,又污染了耕地和地下水;冶炼厂废气造成空气污染并形成酸雨,既污染土地,又造成农、林、牧、渔业的大量经济损失,对人类的危害也极大。更为严重的是,地下采煤改变并打乱了地下水原有的循环系统,导致采区及其影响范围内的地下水位下降,使得其影响范围内严重缺水,大量泉、井干枯,导致地表水田无法耕种,人畜饮水缺乏。矿山环境问题已成为影响当地社会稳定、国民经济和社会可持续发展的重大问题之一。

汪家寨煤矿位于贵州省六盘水市西北部,距中心区约20km。矿井始建于20世纪60年代,1973年简易投产。地质储量118亿t,可采储量1亿t,矿井生产煤种以焦、肥煤为主。2005年,经贵州

汪家寨煤矿污染粉尘治理现状及其建议

省煤炭管理局核定,生产能力为270万t/a。目前,

矿井生产布局为两井(平峒、斜井)三采区,下辖采煤、掘进、巷修、通风等工区和机关业务科室共32个单位、部门,是目前西南地区最有影响力的

大型现代化煤矿之一,截止2007年上半年,已生产原煤4082万t。该煤矿通过初步实施洁净生产和洁净利用,合理开发和利用煤矿生产过程中产生的废弃物,有效减少了污染物的排放,实现了节能减排,使矿区生态系统朝着良性循环发展。1　污染及治理现状111　矸石

汪家寨煤矿以发展的眼光来看待企业的未来,先后建起了矸石砖厂和矸石发电厂。而这2项工程给煤矿本身也带来了较好的利益,对矿区环境做出了很大贡献。煤矸石砖质量较好,颜色均匀,密度一般为1400～1700kg/m3,抗压强度一般为418～1417MPa,抗冻、耐火、耐酸、耐碱等性能均较

好,可以用来代替粘土砖。煤矸石发电是利用洗选煤的尾矿和中矿混合作为发电的混合材料,这样不

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仅仅处理了煤炭开采中部分的矸石问题,同时也解决了洗选工程中尾矿的处理事宜。112　矿井水汪家寨矿井最大涌水量约为710m3/h,其污水处理站的净化能力约为800m3/h。该煤矿污水为酸性水。此外,水中含有大量的Fe(Fe2+、Fe3+)、SO42-、Cl-、HCO3-等离子。酸性水对煤矿排水设备、钢轨及其他机电设备均具有很强的腐蚀性,造成机电设备频繁维修和人力物力的浪费,而且更直接危害矿工的安全,长期接触酸性水可使手脚皮肤破裂,眼睛疼痒。

由于酸性水水质一般比较复杂,若将其处理成生活用水,吨水处理成本很高。所以,经过处理后一般回用于一些对水质要求较低的工业用水或处理达标后外排作其他用。目前的处理方法主要是中和法,其处理的关键包括:将游离的H2SO4中和;驱赶溶解于矿井水中的CO2;去除Fe、Al和金属硫酸盐,包括金属离子和硫酸根。处理的方法主要有石灰石中和法、石灰中和法以及石灰石2石灰联合中和法。以石灰石2石灰联合中和法为例,其工艺流程图如图1所示。化,现在有准确资料是C409煤层实测瓦斯压力为3105MPa,其余煤层均不等。各煤层瓦斯含量均不相等,用直接测定法或根据煤层瓦斯压力测定一般为8～20m3/t,多数煤层在15m3/t以上。

为充分利用抽放瓦斯,汪家寨煤矿建立了瓦斯储存罐,容积约为10000m3。目前储存瓦斯主要作为民用,即作为燃气使用。夏季该矿瓦斯的利用量大致为15000～20000m3,而冬季的瓦斯利用量可达70000～100000m3。

在粉尘治理方面,该矿采用喷雾降尘技术,对采煤机切割时产生的粉尘有一定的控制效用。同时,也减少了截齿磨擦产生火花引燃瓦斯、煤尘爆炸的危险性。在掘进工作面,主要采用内外喷雾相结合的方法降低掘进机切割部的产尘量和蔓延到巷道的悬浮粉尘。同时,通过粉尘净化、通风除尘等综合措施,取得了一定的降尘效果。2　存在的问题211　矸石排出量大

该矿属于大型矿井,生产能力为270万t/a,故其矸石的排出量较大,在矸石的处理上只依靠上述2项工程是不够的。处理矸石的正确方针是以用为主,预防在先,防、治、用相结合,综合治理。212　治理后水质问题由于汪家寨煤矿属于缺水矿区,矿区职工和周围居民用水困难,对于矿井水综合治理,将净化处理后的矿井水用作工业用水,减少了地下用水,很好地节约了地下水资源。但煤炭采掘过程中一些油类物质会不可避免地流入矿井水中,采用常规混凝、沉淀、过滤技术均不能有效去除,从而影响了出水水质。213　喷雾过程不正常

目前的采煤机普遍存在着内外喷雾不正常的现象,不能有效降低在割煤时粉尘浓度。3　治理建议311　加强矸石治理

图1　石灰石2石灰联合中和法工艺流程

113　井下废气、粉尘

煤矿开采向大气中排放的废气数量和含有害物成分的多少,主要取决于矿井煤层瓦斯含量和生产时的瓦斯涌出量。汪家寨煤矿矿井瓦斯相对涌出量

为45m3/t,矿井瓦斯绝对涌出量为9715m3/min,其中通风排出的约为47m3/min,经过瓦斯抽放排出的为50144m3/min。

煤矿生产过程中预先抽放煤层中的瓦斯,不仅是确保安全生产的重要技术措施,也是减轻矿井排放废气对环境污染的重要途径。从通风安全的角度可以不考虑抽放出来瓦斯的利用,只要排至矿井以外便达到预期目标,而从减轻污染的角度,则必须强调抽放出来的瓦斯要加以利用,变害为利。汪家寨煤矿抽放瓦斯的浓度介于10%～50%之间。其采取的抽放方法有:封闭式抽放,开放式抽放和封闭、开放混合式抽放。由于该矿各煤层、各水平的瓦斯压力根据各自的赋存条件不同均有自己的变88

本着“多做煤巷,少做岩巷”的原则,尽其所能的减少井下排矸量。为减少每年煤矸石的外排堆积,该矿应该根据采区设置,进一步优化工艺设计,在井下少采用岩巷布置,尽可能将巷道直接开在煤层上,最大程度地减少了煤层夹矸。与此同时,应该逐步推广矸石不出井的(下转第108页)

中国煤炭第35卷第2期2009年2月

全健康法》的实施情况,保证矿山安全生产,防止事故的发生。矿山安全监察员可以随时进入矿山进行监察,或向雇主提出询问。矿山安全监察员对他所负责的矿山每年至少监察一次,在监察矿山安全生产时,一般由矿长陪同进行,以便一旦发现有违规行为,立即告诉矿长,并要求矿长及时采取改进措施。当雇员安全和健康受到威胁时,矿山安全监察员可向矿长提出警告或提出停产要求。矿山安全监察员没有直接罚款的权力,对矿主的处罚由工业法庭依法裁决。612　企业层面在安全健康服务机构和组织

(1)矿山救援服务公司。英国矿山救援服务公司采取与矿山签订合同的方式为矿山提供救援服务。矿山救援服务公司在全国设有6个矿山救援中心。根据1995年《矿山撤离和救援条例》规定,英国对矿山救援队员的基本要求是,体检合格,且具有2年以上井下工作经历并取得急救业务合格证书。新队员必须接受为期15d的矿山救援培训,其(上接第88页)　采煤方法,即矸石在井下破碎,

后每年接受6d的矿山救援年度培训。此外,英国

还要求所有煤矿必须参加国家批准的矿山救援总会并成为会员,还要求每个煤矿拥有2支装备精良的能在30min内到达事故现场的救援队(每队6人)。

(2)英国煤炭管理局。英国煤炭管理局通过实施相关的法律法规以适当和合理的方式履行其法定职责。目标是通过建立和完善保障机制实现煤矿安全状况的持续好转。英国煤炭管理局认为,实现煤矿安全状况稳定好转,与矿工的积极参与有直接关系。英国煤炭管理局支持矿工在不能有效控制高风险的状况下做出不开工或停工的决定。矿工为自己和他人有责任严格执行安全和健康法规、规定和标准,并预防职业病的发生。

作者简介:董维武(1952-),男,北京人,副研究员,主要从事能源、煤炭经济和职业安全健康信息研究工作。(责任编辑　刘承秘)

通过风力充填到采空区,随采随填。

在煤矸石出井后除制砖和发电之外,亦可以考虑生产轻骨料。适宜烧制轻骨料的煤矸石主要是碳质页岩和选矿厂排出的洗矸,煤矸石的含碳量不要过大,以低于13%为宜。对于处理价值较低的矸石,可以考虑充填塌陷区或埋填造地。方法是:在造地的片区上先将熟化表土转移,然后垫铺岩石及自燃矸石至一定厚度,碾压整平再将熟化土覆盖,如此分片区逐年扩展,可造就大面积平地和台阶地,同时结合土壤改良,再造优质农田。312　重视水循环使用

目前汪家寨煤矿对于矿井水的处理着重于污染后的治理方法,而笔者认为可以考虑增加在井下循环使用矿井水的方法,即从一开始就降低排出污水的量。在井下中央硐室采用斜管沉淀仓对采区分级脱水后的煤泥进一步净化处理,使得大部分煤泥水净化后在井下供采掘用水循环使用。只有少部分经过浓缩后的高浓度煤泥水用小流量高扬程煤泥泵排至地面进入选煤厂或脱水处理。313　改进喷雾技术

自制的喷雾装置安设到采煤机端头位置,使所喷的

水雾能够覆盖整个滚筒,将喷雾装置制作成“蜂窝状”,在靠近滚筒和煤壁的方向“蜂眼”适当多些,风的压力不低于016MPa,水的压力不低于4MPa。这样,当机组割煤时,机组司机打开高压水和高压风的阀门,经过充分混合,形成强大的风水混合物,将机组割煤时产生的煤尘进行有效捕捉。经过实测,该方法让工作面回采期间同一测点的降尘率达到9417%,且其简便可行,成本低,给工人创造了良好的工作环境。

参考文献:

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出版社,2003年3月

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[4]　关杰,李英顺1煤矸石综合利用现状及前景[J]1

环境与可持续发展,2008(1)

作者简介:代颖,女,贵州大学矿业学院硕士研究生。

针对目前采煤机存在的内外喷雾不正常的问

题,建议为采煤机组安装“移动式风水炮弹”,即将高压水、高压风通过软胶管接到采煤工作面,把108

(责任编辑　康淑云)

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