高莊選煤廠防塵降噪治理實踐

趙 偉，紀玉華，單 勇，楊 麗，周 磊

(棗莊礦業集團 高莊煤業有限公司，山東 棗莊 277605)

高莊選煤廠防塵降噪治理實踐

趙 偉，紀玉華，單 勇，楊 麗，周 磊

(棗莊礦業集團 高莊煤業有限公司，山東 棗莊 277605)

通過對選煤廠噪聲、粉塵危害的分析，高莊選煤廠按照“抑、降、除、防”四個原則對溜槽、振動篩、破碎機、膠帶機等采取粉塵和噪聲治理措施，使多個粉塵源、噪聲源的危害大大降低，進一步改善了生產環境，提高了勞動效率。

選煤廠；粉塵；噪聲；濕式除塵器；治理

1 概述

棗莊礦業集團高莊煤礦選煤廠(以下簡稱高莊選煤廠)是一座設計入選能力為0.9 Mt/a的礦井型選煤廠，于2000年投產。近年來，根據礦井生產需要，選煤廠對工藝系統進行了一系列技術改造，形成了跳汰、重介、煤泥浮選聯合工藝，實際生產能力達到了2.40 Mt/a。隨著生產能力的不斷提高，高莊選煤廠的設備不斷增加，呈現集中化分布，高噪聲源、高煤塵點較多，如破碎機、振動篩、刮板輸送機、膠帶輸送機等設備，在進行塊煤破碎、篩分、運輸時產生了大量噪聲與粉塵，導致選煤廠的粉塵和噪聲危害非常嚴重，特別是原煤車間。該車間采用原煤篩分、人工手選、動篩排矸和塊煤破碎的生產工藝，車間內噪聲高達110 dB(A)，空氣中的浮塵濃度達到100 mg/m3，嚴重超出國家標準。鑒于此，高莊選煤廠組織專業技術人員對選煤廠的粉塵和噪聲的來源進行了全面的測試分析，并根據選煤廠的實際情況，積極采用新技術新設備，實施了防塵降噪治理[1-3]。

2 選煤廠煤塵、噪聲來源

2.1 煤塵源分析

從采掘工作面運出的破碎煤塊上粘附有大量的細小粉塵，這些煤塊在轉運過程中，由于相互碰撞或風吹，就會使粘附的細小粉塵變成浮游粉塵，在運輸過程中擴散，嚴重污染空氣。原煤入廠的給煤、篩分、破碎、運輸轉載等是選煤廠主要塵源，產塵的主要設備有膠帶輸送機、給煤機、振動篩、破碎機、轉載溜槽等，產塵量與廠區位置、氣候條件、選煤方法、設備選型、入選原煤煤質、產塵設備的封閉狀況等有關。煤塵產生的原因主要有：

(1)入選原煤水分低。煤炭水分越低，粉塵飛揚越嚴重。如果產塵點不設通風除塵設施，粉塵就不能得到有效控制。

(2)膠帶表面粘有煤粉，在檢修后再啟動時會產生大量飛揚的煤塵。

(3)轉載點、棧橋地面落煤堆積，如不及時清理，落煤會產生二次粉塵飛揚。因此轉載運輸系統的防塵是綜合防塵中不可忽視的重要組成部分。

(4)煤塵受卸料、破碎振動和轉載落差等機械作用受到沖擊時，極易擴散和再次飛揚。懸浮在廠內空間的煤塵在重力作用下，一般在距塵源15～20 mm 的范圍內發生對數曲線沉降。

2.2 噪聲源分析

經分析研究，認為選煤廠內的主要噪聲源為：

(1) 塊煤破碎機。這是主要的噪聲源之一，包括穩態連續噪聲和非穩態脈沖噪聲。破碎機運行時對煤炭的擠壓與撞擊可引起破碎機機殼、支撐裝置等整個機體的振動與噪聲系穩態連續噪聲，在距離機殼1 m處，噪聲約為110 dB(A)；破碎后的物料自破碎機出料口下落，對溜槽撞擊所引起的噪聲屬非穩態脈沖噪聲，在距離出料口0.5 m處，噪聲約100 dB(A)。最強的噪聲來自破碎機的內部， 并以空氣聲形式從出料口向外輻射。

(2) 振動篩也是主要的噪聲源之一。振動篩產生的噪聲分為三種：一是煤炭在篩分過程中不斷撞擊金屬篩面，與邊框產生的強烈篩分噪聲，約為90 dB(A)；二是篩出的大塊物料下落時連續撞擊金屬溜槽產生的高落料噪聲，約為100 dB(A)；另外一種是機器運轉時軸承部件及篩箱體輻射出的機械噪聲，約為90 dB(A)。

(3)部分下料溜槽由于落差較大，也成為主要噪聲源。原煤車間噪聲比較大的主要是動篩跳汰機、破碎機及手選矸石下料溜槽，對職工的身體健康危害嚴重[4-5]。

3 防塵降噪工作原則

高莊選煤廠防塵降噪工作原則主要是“抑、降、除、防”四個方面。具體內容如下：

(1) 提高入廠原煤水分，減少原煤中能被塵化的微細粒含量。一般采用噴霧灑水的方法使形成的煤塵或無擴散的浮游煤塵從空氣中沉降下來。

(2)利用各類集氣罩捕收塵源處含塵氣流，送至除塵器凈化后排空；通過安裝文丘里WX1200II型濕式除塵器，利用過濾技術進行氣固分離，自帶空氣壓縮裝置、煤塵潤濕凈化回收裝置，完成除塵的霧化、凝聚、脫水過程，以達到良好的集塵、除塵效果。

(3)為降低設備破碎過程中產生的大量煤塵，為破碎機配備除塵系統一套，完成破碎過程的粉塵抑制。

(4) 對某些運輸設備加設防塵罩，通過安裝高強度PC塑料板制成的全封閉裝置，實現膠帶運輸機運輸過程中的煤塵抑制，并在膠帶運輸走廊敷設一路清水管路，以實現膠帶運煤灑水噴霧降塵的自動化，達到良好的除塵降噪效果。

(5)為解決振動篩工作過程和轉載落差較大時產生的煤塵飛揚及噪聲大的問題，還采用了橡膠彈簧、礦棉阻尼等吸音降音材料。

4 實施方案

4.1 振動篩防塵降噪改造方案

(1)采用封閉措施，在振動篩周圍安裝吸音隔音設施，采用礦棉吸音板將兩臺振動篩封閉起來，建立隔音操作間，可使整機噪聲降低約 20～30 dB(A)。

(2)在振動器外殼與機架之間安裝隔振器，并對隔振器剛度進行合理選擇，使振動器振幅達到最小，以降低軸承部件間的相互撞擊強度，減少輻射噪聲，并延長使用壽命。

(3)對選煤廠振動篩的減振裝置進行改造，將原橡膠實心彈簧或者鋼彈簧結構改造為橡膠空氣彈簧，從而減輕了振動篩的結構沖擊力，降低了噪聲，提高了設備使用壽命，并且便于安裝、維護和調節。

(4)在振動篩附近安裝文丘里WX1200II型濕式除塵器(圖1)。該除塵器利用過濾技術進行氣固分離，自帶空氣壓縮裝置、煤塵潤濕凈化回收裝置，可完成除塵的霧化、凝聚、脫水過程，達到良好的集塵、除塵效果。該除塵器噴水利用洗煤循環水，既避免了對選煤廠水平衡的破壞，又節約了礦井生活用水；同時，設有水流自動控制系統作為控制停水、斷水的安全保護功能，無水時設備不能啟動，待水流恢復后設備運轉正常，運行條件寬松；此外，設備能耗小(電機功率僅為7.5 kW)，管路簡單，安裝方便，只有進、出玻璃纖維軟管管路，內含螺旋式骨架，可根據生產現場情況隨時調整，且外觀美觀、輕質耐用、耐高壓、耐腐蝕，進水管徑為25 mm，底部積垢清理簡單安全，操作方便。

圖1 文丘里WX1200II型濕式除塵器振動篩崗點安裝圖Fig.1 Installation drawing of Venturi WX1200II type wet dust remover used for vibrating screen

4.2 破碎機防塵降噪改造方案

(1)在破碎機和支承結構之間安裝具有高耐磨性能的材料作為襯墊，在所有破碎物料撞擊處加裝耐磨的橡膠作為襯板，以減少振動的傳遞。

(2)調整破碎機旋轉部件的配合間隙，減小軸套和軸間隙，以降低振動強度；在給料板和進料漏斗的傳動表面與機架外殼覆蓋阻尼材料，以減少噪聲的輻射面積；將破碎機安裝在防振基座上。

(3)在破碎機附近安裝了一臺文丘里WX1200II型濕式除塵器(圖2)，以降低生產過程中的煤塵排放量[6-7]。

圖2 文丘里WX1200II型濕式除塵器破碎機崗點安裝圖Fig.2 Installation drawing of Venturi WX1200II type wet dust remover used for crusher

4.3 運輸設備防塵降噪改造方案

(1)安裝密閉裝置，有效降低煤塵和噪聲。對破碎機下料膠帶運輸機采用了密閉防塵裝置(圖3)，安裝了高強度PC塑料板制成的全封閉裝置，實現了膠帶運輸機運輸過程中的煤塵抑制。具體方案為：使用不銹鋼支架和透明PC板組合的密閉防塵裝置(圖4)對破碎機下料1213、1214膠帶輸送機進行全面封閉處理。該密閉裝置緊緊扣裝在膠帶架上，既方便觀察膠帶運輸狀況，又避免了粉塵，并且便于維修，不易損壞。

圖3 膠帶輸送機密閉防塵裝置圖Fig.3 Sealing device diagram of dust prevention for belt conveyor

圖4 不銹鋼與PC板組合結果圖Fig.4 Assembly result between stainless steel and PC board

(2)安裝膠帶運煤自動灑水噴霧裝置，以實現有效降塵。在膠帶運輸走廊敷設一路清水管路，每隔3 m設兩個噴頭，采用水幕式噴頭(圖5)，并且將噴頭按最理想的角度安裝，使噴灑面積達到最大，降塵效果更好。同時,為實現自動降塵，采用了帶式輸送機運煤自動降塵控制器，噴灑裝置由PLC控制，與選煤廠的集控相結合， 在膠帶啟動前10 s(此時間可調節)進行噴霧灑水，使膠帶表面潮濕，以避免膠帶表面的煤塵飛揚；當膠帶運轉拋煤產塵時，采用間隔一定時間噴霧灑水的方法，使飛揚的煤塵下落。

圖5 水幕式噴灑除塵示意圖Fig.5 Schematic diagram of curtain-type spray dust removal

(3)對刮板輸送機槽箱實行了鋼板全封閉處理，以降低粉塵和噪聲。

4.4 溜槽防塵降噪改造方案

溜槽噪聲主要由三部分組成：一是煤塊或矸石沖擊溜槽入口底部鋼板所產生的撞擊聲；二是煤塊或矸石相互沖撞以及與溜槽壁沖撞產生的噪聲；三是溜槽受沖擊后所產生的振動噪聲。

溜槽入口底部受到落差1～1.5 m的煤或矸石沖擊產生的噪聲是溜槽的主要噪聲源。因此為解決振動篩工作過程中轉載落差較大產生的煤塵飛揚與沖擊下料溜槽產生的煤塵飛揚、噪聲大的問題，采用礦棉阻尼吸音材料，在振動篩篩下溜槽、破碎機下料溜槽內部設計安裝了具有減振、耐沖擊、抗磨損、高彈性等特點的復合阻尼板。該復合阻尼板具有一定的阻尼性能，既可以吸收機械能量，降低噪聲，又具有耐沖擊、延長使用壽命的特點，治理后車間和溜槽噪聲均降至85 dB(A)以下，有效改善了工作環境[8-9]。

5 效果分析

高莊選煤廠積極采用有效技術與設備對溜槽、振動篩、膠帶機等采取合理、有效的粉塵和噪聲治理措施,使多個粉塵源、噪聲源的危害大大降低。

(1)改造后，選煤廠的粉塵濃度降至10 mg/m3以下，噪聲降至85 dB(A)以下，符合國家標準要求，有效改善了生產環境，大大降低了煤塵飛揚嚴重、噪聲大的職業安全危害，徹底解決了設備積塵、噪聲大、工作環境惡劣等問題，消除了煤塵爆炸和燃燒等重大安全隱患，確保了安全生產。

(2)同時，有效降低了職工的勞動強度，保護了職工的身心健康，提高了職工勞動的積極性。

(3)此外，通過對粉塵和噪聲的治理，提高了洗選生產效率，克服了制約生產的重要因素，進一步提高了系統處理能力，為礦井生產能力的提升提供了保證。

[1] 付金施,樊舜堯. 選煤廠噪聲分析及綜合治理[J] 礦業安全與環保，2000(6).

[2] 陳澤剛,崔 江. 洗煤廠噪聲的預防[J]. 煤質技術,2005(2).

[3] 李 陽. 選煤廠破碎環節高效綜合防塵技術研究[J]. 山西焦煤科技，2010(8).

[4] 商惠珍,楊 薇,劉文麗. 某大型洗煤廠粉塵危害現狀及防護對策[J] .職業與健康，2011(4).

[5] 顧 強,劉丙江. 改進選煤廠防塵技術的有效途徑探討[J].煤炭加工與綜合利用，1994(2).

[6] 趙立門,趙安平.選煤廠煤塵防治技術[J]. 中國煤炭，2004(1).

[7] 孫 虎,劉建明. 干霧抑塵技術在黑岱溝選煤廠裝車站的應用[J] .露天采礦技術，2010(6).

[8] 李 潔. 選煤廠煤塵及其防治技術[C].2010年全國選煤學術交流會論文集,2010.

[9] 么明泉,賈祥振，韓 煜. 濟寧三號煤礦選煤廠原煤生產系統除塵降噪實踐[J].選煤技術，2011(3).

Analysis and treatment of dust prevention and noise reduction in Gaozhuang coal preparation plant

ZHAO Wei，JI Yu-hua，SHAN Yong，YANG Li，ZHOU Lei

(Gaozhuang Coal Mining Limited,Zaozhuang Mining Group Co.,Ltd.,Zaozhuang,Shandong 277605,China)

In accordance with general rules of “control,reduction,removal and prevention”,the related measures are taken to prevent dust and reduce noise caused by chute,vibrating screen,crusher and belt conveyor by analyzing harm of dust and noise to coal preparation plant,which has efficiently control dust source and noise source,reduced harm so that working conditions for worker and efficiency of labor are improved.

coal preparation plant; dust; noise; wet dust remover; treatment

1001-3571(2015)04-0035-04

X964；TB53

A

2014-09-19

10.16447/j.cnki.cpt.2015.02.010

趙 偉(1980—)女，山東省棗莊市人，工程師，從事選煤技術管理工作。

E-mail:zw198018@163.com Tel：0632-4068784