清潔生產(chǎn)技術(shù)在煤炭采選業(yè)應用實例研究

張永強

禹州市環(huán)境保護局

1 引言

煤炭是我國的基礎能源和重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰(zhàn)略地位。但是，傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)造成了嚴重的環(huán)境、能耗和資源浪費問題[1]。截至2019年1月，國統(tǒng)局確認的煤炭采選行業(yè)在2018年12月底擁有規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為4505家，較上年同期減少了606家，但數(shù)量仍然龐大[2]。因此，迫切需要綠色的煤炭生產(chǎn)技術(shù)解決上述三個問題[3]，而清潔生產(chǎn)作為實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的重要手段，已在煤炭采選行業(yè)得到越來越廣泛的應用。

本文結(jié)合典型的煤炭采選行業(yè)清潔生產(chǎn)審核實例，旨在分析行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)在企業(yè)的應用情況及取得的效果，為該類行業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核提供些許思路。

2 企業(yè)概況

該企業(yè)位于河南省許昌市，所屬行業(yè)為B0610煤炭采選行業(yè)，工業(yè)廣場包括礦井水處理站、生活污水處理站、瓦斯抽排站、儲煤場，不設置臨時矸石礦山，企業(yè)設置選煤廠，處理能力90萬噸/年。

3 主要生產(chǎn)工藝及過程

3.1 礦井開拓、開采系統(tǒng)

（）1開拓方式、水平和采區(qū)。礦井采煤方法是走向長壁后退式采煤法，回采工藝是采用綜采。開采水平為-250m，目前礦井共有設置2個采煤工作面，分別為一1采區(qū)、二1采區(qū)。

（2）井筒。目前礦井共安裝有三套提升系統(tǒng)，混合井有主提升和副提升兩套系統(tǒng)，分別擔負礦井原煤和材料、矸石、人員提升等任務。

（3）原煤開采工藝。根據(jù)每層埋藏深度、地形條件、已完工程情況及后期開拓部署，該礦采用立井單水平上、下山開拓方式。礦井采煤方法是走向長壁后退式采煤法，采煤工藝采用綜合機械化采煤。

（4）原煤開拓及掘進工藝流程。原煤開拓主要由綜采、綜掘組成。采用錨網(wǎng)支護、錨索支護及噴漿支護方式進行支護。掘進采用綜掘機切割、風鎬配合掘進、皮帶機運輸，多工序平行、交叉作業(yè)。迎頭掘進一個循環(huán)尺后，綜掘機退回5m，落下截割頭停電閉鎖；對頂部進行支護、同時對幫部進行支護，頂部支護好再將綜掘機開到迎頭進行下一個循環(huán)作業(yè)。

3.2 選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)

生產(chǎn)工藝為重介質(zhì)選煤。生產(chǎn)系統(tǒng)主要分為原煤準備系統(tǒng)、重介分選系統(tǒng)、粗煤泥分選系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)。

4 主要污染及產(chǎn)排情況

4.1 廢水

企業(yè)廢水主要為生活污水和生產(chǎn)廢水。

生活污水主要來源于辦公樓、食堂、宿舍、浴室等處，生活污水經(jīng)生活污水處理站處理后，一部分用于工業(yè)廣場綠化，一部分經(jīng)公司總排口排放，最終進入北汝河。生產(chǎn)廢水主要為礦井涌水、洗煤過程中產(chǎn)生的廢水。其中礦井涌水經(jīng)水泵抽至地面礦井水水處理站處理后，用于井下噴淋除塵、綠化、消防池補水和洗煤廠補水，不外排。洗煤過程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)高效濃縮池處理后回用與洗煤生產(chǎn)。

4.2 廢氣

企業(yè)廢氣主要為原煤開采過程粉塵、原煤輸送及篩分過程粉塵。原煤開采過程粉塵經(jīng)井下噴淋除塵系統(tǒng)處理后排放；原煤輸送過程粉塵及原煤篩分過程粉塵經(jīng)袋式除塵器處理后達標排放。

4.3 噪聲

企業(yè)噪聲主要為井下爆破及高噪聲設備產(chǎn)生的噪聲。井下爆破噪聲較大，但對地面基本無影響。高噪聲設備主要為振動篩、浮選機、球磨機和各種風機等，為連續(xù)噪聲，源強為85dB～100dB（A）。

振動篩、浮選機、球磨機置于室內(nèi)，通過廠房隔聲減小影響。各種風機采取設置減振基礎、安裝消聲器、隔音罩等降噪措施。

4.4 固體廢物

企業(yè)固體廢物主要有矸石、除塵灰、廢礦物油和生活垃圾。矸石主要是巷道掘進、開拓過程中產(chǎn)生的廢石及洗煤過程產(chǎn)生的矸石。巷道掘進、開拓產(chǎn)生的矸石大部分在井下挑出用于采區(qū)回填。除塵灰摻入煤泥出售。廢礦物油一部分重復用于設備保養(yǎng)、鋼鐵制品防腐、軌道養(yǎng)護等，剩余的交有資質(zhì)單位處理。生活垃圾經(jīng)廠區(qū)垃圾箱收集后定期由環(huán)衛(wèi)部門清運。

5 清潔生產(chǎn)潛力分析

依據(jù)《煤炭采選業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系》，審核小組詳細分析了當前企業(yè)清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀，目前，企業(yè)大部分指標能夠達到國內(nèi)一般水平。但是，在原輔材料和能源管理、生產(chǎn)工藝、設備運行與管理、環(huán)境保護等方面還是存在諸多問題，存在不小的提升空間。因此結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀問題和現(xiàn)場考察結(jié)果，采用權(quán)重計分排序法確定審核重點為選煤廠，將降低原煤生產(chǎn)電耗、選煤電耗和提高精煤產(chǎn)率作為審核的主要目標。

6 主要清潔生產(chǎn)技術(shù)方案設計及效果分析

針對審核重點和審核目標，審核小組從生產(chǎn)過程所涉及的原輔材料和能源，生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平，設備運行情況，管理水平，員工素質(zhì)以及產(chǎn)品質(zhì)量等八個方面進行了詳盡調(diào)查分析，提出了一系列清潔生產(chǎn)技術(shù)方案，達到了“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的，取得了較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。其中，典型清潔生產(chǎn)技術(shù)方案分析如下。

6.1 主通風機節(jié)能改造

（1）方案說明。根據(jù)礦井當前通風參數(shù)以及現(xiàn)有風機型號規(guī)格，在盡量減小風機改造工作量前提下，由我公司重新進行設計葉輪，替換原風機的葉輪，達到提高當前工況下風機運行效率的目的。因更換后的葉輪寬度尺寸與原風機葉輪不同，為保證風機能夠正常運轉(zhuǎn)，確保現(xiàn)場葉輪裝配順利進行，需將風機保護筒更換為與新葉輪配套的保護筒。

（2）效果分析。本方案技術(shù)成熟可靠，改造后每年降低電耗164.38×24×365=144萬kW·h，電費按照0.56元/kW·h計算，則每年節(jié)省費用80.64萬元。

6.2 選煤廠破碎機更新

（1）方案說明。由于礦井產(chǎn)能提升，動篩原來使用的塊煤破碎機（型號：2PGS-500×1500，處理能力為300t/h）出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象，

不能滿足現(xiàn)階段商品煤生產(chǎn)的需求，故需要對破碎機進行改造更換。將原有破碎機更換成新的破碎機（型號：FP80AM，處理能力為450t/h～800t/h），從而適應礦井生產(chǎn)。FP系列強力分級破碎機是一種全新概念的分級破碎設備，它完全不同于傳統(tǒng)的齒輥式破碎機靠撞擊和擠壓來破碎物料，而是使用剪切和拉伸的共同作用來實現(xiàn)物料的破碎。由于采用了低轉(zhuǎn)速、特殊齒形，物料地過粉碎和超粒均較少。該系列破碎機具有破碎強度高、處理能力大、超料和過粉碎較少、能處理濕沾物料的特點，且?guī)в凶詣涌刂蒲b置，可以方便地納入全廠集控。

（2）效果分析。原來每破碎1萬噸塊煤耗電約8533kW·h，耗時33h，本方案實施后破碎處理能力由300t/h增加至625t/h，電機功率由2×160kW增加至2×200kW，提高了破碎效率，每破碎1萬噸煤耗電約5120kW·h，耗時16h。故每破碎1萬噸煤節(jié)電3413kW·h，預計年節(jié)約選煤耗電3413×90=30.7萬kW·h，折合經(jīng)濟效益24.6萬元。

6.3 浮選加藥自動計量系統(tǒng)改造

（1）方案說明。浮選系統(tǒng)是保證細顆粒精煤回收的重要途徑，浮選系統(tǒng)的正常運行對精煤回收率的提高起著關(guān)鍵作用，目前大部分選煤廠浮選系統(tǒng)的有效運行主要靠設備的正常運轉(zhuǎn)、浮選司機耐心細致的調(diào)節(jié)、浮選藥劑的適量添加來保證精煤質(zhì)量與回收率，浮選系統(tǒng)運行時浮選司機要根據(jù)入料的濃度、流量，浮選藥劑的性質(zhì)、泡沫層的厚度、自己的經(jīng)驗，調(diào)整浮選操作。由于操作工人的能力、經(jīng)驗與責任心的問題，對浮選系統(tǒng)情況的觀察判斷程度因人而異，存在著一定偏差，且每次浮選藥劑的配比也不一定完全相同，故極易造成浮選藥劑的使用量與入料量配比不合理，出現(xiàn)虛泡、刮水等浮選不正常的現(xiàn)象，從而影響浮選效果。改造后，在入料管路上安裝補水管路和調(diào)節(jié)閥門。采用小流量自動計量藥劑泵精確控制浮選藥劑用量，加藥方式從在礦化器的一點加藥變成在浮選機入料泵的入料管上以及浮選機的各分室多點控制比例自動添加方式，加藥量根據(jù)入浮入浮煤漿濃度、粒度、入料量，調(diào)整計量泵的刻度，使浮選藥劑添加量更加合理、可控，同時精煤產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，精煤產(chǎn)率更加有保證，并節(jié)約了浮選藥劑的用量。捕收劑采用復合藥劑，省去了起泡劑的操作控制，使操作更加方便，藥劑更加節(jié)省。

（2）效果分析。藥劑消耗是指入浮每噸干煤泥所用藥劑之和，方案實施后，起泡劑消耗量降低0.07L/t，捕收劑消耗量降低0.06L/t，年生產(chǎn)浮選精煤按149615×2=299230t，起泡劑價格按6000元/t，捕收劑價格按7500元/t計，則年節(jié)約起泡劑費用299230×0.07/1000×6000=12.57萬元；年節(jié)約捕收劑費用299230×0.06/1000×7500=13.47萬元；尾礦灰分提高0.7%，按年生產(chǎn)煤泥17461×2=34922t計，可多回收精煤997.77t，按精煤價格530元/t，煤泥46元/t計算，可增加效益48.29萬元，則年總節(jié)省金額為74.33萬元，取得了良好的經(jīng)濟效益。

7 實現(xiàn)煤炭采選業(yè)持續(xù)清潔生產(chǎn)

7.1 對清潔生產(chǎn)組織機構(gòu)進行完善

在煤炭采選業(yè)中，清潔生產(chǎn)并不是一蹴而就的，而是一個連續(xù)的、動態(tài)的管理過程。要想實現(xiàn)持續(xù)性管理煤炭采選企業(yè)應根據(jù)自身情況構(gòu)建起完善的管理部門，由專業(yè)人員進行此項工作的組織與協(xié)調(diào)，利用連續(xù)的、動態(tài)的管理來鞏固清潔生產(chǎn)所得到的成果，同時保證清潔生產(chǎn)可以在煤炭采選業(yè)持續(xù)開展。

可以說在煤炭采選業(yè)中起到了重要的作用，同時在未來煤炭采選業(yè)發(fā)展的過程中，持續(xù)清潔生產(chǎn)也將是企業(yè)發(fā)展的主要方向，更是企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的動力。通過審核后清潔生產(chǎn)組織小組及咨詢部門在管理過程中應做好協(xié)商工作，可以根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有組織及管理情況，從而最終確定清潔生產(chǎn)管理部門為常設部門，即清潔生產(chǎn)組織小組，清潔生產(chǎn)管理部門設置到企業(yè)生產(chǎn)管理處，清潔生產(chǎn)管理部門中的成員是從不同部門人員選調(diào)而來的，企業(yè)中的主管副總直接領(lǐng)導清潔生產(chǎn)管理部門，專門負責企業(yè)清潔生產(chǎn)管理及審核工作。

同時，在設立清潔管理部門后可以有效開展企業(yè)內(nèi)部審核工作，同時企業(yè)中不同的科室及生產(chǎn)裝置管理均要由專業(yè)技術(shù)過硬、工作認真負責的技術(shù)骨干來擔任，從而保證內(nèi)部審核工作水平。企業(yè)內(nèi)部審核工作主要是對企業(yè)內(nèi)部清潔生產(chǎn)工作進行審核，這樣可以在沒有專業(yè)咨詢機構(gòu)輔助的基礎上實現(xiàn)對清潔生產(chǎn)的審核。此外，在企業(yè)中不同的部門還應設置專門的負責清潔生產(chǎn)工作的人員，保證此項工作可以順利開展。

7.2 對持續(xù)清潔生產(chǎn)管理制度進行進一步完善

（1）做好清潔生產(chǎn)結(jié)果審核工作。①在進行清潔生產(chǎn)結(jié)果審核工作時應不斷強化污染風險源管理并做好管理方案編制工作，利用文件進行管理并對管理人員的行為進行規(guī)范。煤炭采選企業(yè)在完成兩輪審核后可以制定出清潔生產(chǎn)管理制度、獎懲制度、合理化建議制度等，充分落實持續(xù)清潔生產(chǎn)管理工作。②完成該論清潔生產(chǎn)審核后可以與員工進行交流，聽取員工提出的可行性管控過程、工藝操作優(yōu)化措施及清潔生產(chǎn)管理方法等進行探討，尤其是在操作環(huán)境風險偏大、操作具有普遍性及具有較大清潔生產(chǎn)潛力的設備時應嚴格控制其使用過程及操作流程，并做好技術(shù)、流程等規(guī)范管理，同時不斷強化培訓及考核工作，確保此項工作可以長期開展。

（2）對清潔生產(chǎn)激勵機制進行不斷完善。①做好宣傳工作讓員工積極地參與到生產(chǎn)活動中并可以提出自己的合理化建議，生產(chǎn)運行部門、財務管理部門應根據(jù)所提出的建議做好獎懲機制優(yōu)化，若員工所提出的清潔生產(chǎn)合理化建議或方案被使用可以給予員工精神或物質(zhì)上的獎勵。②充分利用班組及生產(chǎn)例會將持續(xù)清潔生產(chǎn)落實到日常生產(chǎn)、管理中。③企業(yè)應將持續(xù)清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護工作落實到日常工作中，讓員工真正認識到清潔生產(chǎn)的重要性，積極地參與到其中。④可以將持續(xù)清潔生產(chǎn)工作納入績效考核工作中并對考核指標進行明確，將考核辦法與各部門人員工資獎金分配、崗位變動及獎懲制度等進行結(jié)合，確保持續(xù)清潔生產(chǎn)工作可以有序進行。

（3）保證用于清潔生產(chǎn)資金的穩(wěn)定性。在進行清潔生產(chǎn)資金籌集時可以采用不同的方式，通過不同的渠道，通常會采用銀行借貸、向政府申請專項資金、利用稅收減免政策、企業(yè)內(nèi)部集資、優(yōu)化生產(chǎn)方案降低成本等方式。從企業(yè)內(nèi)部情況來看，在使用持續(xù)清潔生產(chǎn)方式后所節(jié)省下來的資金應盡可能的應用到清潔生產(chǎn)中。可以采用中、高費方案，財務部門可以將中、高費方案的投資及財務數(shù)據(jù)建立起獨立的賬目，評估方案實施后所帶來的環(huán)境效益，與發(fā)改委、工信委及環(huán)保部門所提出的政策相結(jié)合，不斷拓寬清潔生產(chǎn)資金籌集渠道；也可以利用國家相關(guān)政策向銀行提出貸款申請，爭取清潔生產(chǎn)補貼及相關(guān)稅費的減免等，確保持續(xù)清潔生產(chǎn)可以不斷推進。

（4）對清潔生產(chǎn)工作開展情況進行總結(jié)。為了保證清潔生產(chǎn)工作可以順利開展，應積極地做好總結(jié)工作。企業(yè)可以在每個月月底總結(jié)本部門清潔生產(chǎn)情況，主要包括清潔生產(chǎn)計劃、方案等具體實施情況、實踐效果，對其中的問題進行分析與糾正。

8 結(jié)束語

發(fā)展綠色技術(shù)，建設綠色礦山是煤炭采選業(yè)發(fā)展的一條必由之路，其路任重而道遠[4]。清潔生產(chǎn)作為建設綠色礦山的一種重要工具，必將發(fā)揮越來越重要的作用。本文結(jié)合實例分析了該礦山的清潔生產(chǎn)潛力和主要清潔生產(chǎn)方案，為該行業(yè)的綠色發(fā)展提供些許借鑒，更在于拋磚引玉，引起廣大環(huán)保工作者對該行業(yè)綠色發(fā)展的思考、探索和投入。