生態文明建設背景下環境治理研究——以全自動智能化礦區治理體系為例

河南省正龍煤業有限公司城郊煤礦 張建濤

為抑制揚塵并做好大氣污染防治工作，城郊煤礦采取了加強地面噴淋降塵、建設擋風抑塵墻等情況，但仍無法滿足政府部門對大氣污染防治工作的要求。為規避因揚塵污染造成的社會負面影響，滿足政府部門對大氣污染防治工作要求，降低職工的勞動強度，緩解安全生產及環境保護工作的壓力，城郊煤礦實施科技研發項目，通過引進全自動控制技術，推進區域環境治理創新實踐，提高環保設施運行效果，提高揚塵污染防治水平和治理效果，實現污染物達標排放。該項目對于推動城郊煤礦打造資源節約型、環境友好型企業，實現節能、低碳、綠色可持續發展具有重要的現實意義。

一、全自動智能化區域環境治理模式

產品銷售區域全自動噴淋降塵系統。在地銷公路、矸石場、煤泥場安裝自動噴淋管路、槍頭、灑水噴頭、干霧噴頭、電磁閥、電動球閥等，實現區域噴淋、道路沖洗、降塵全覆蓋。電控系統既能自動控制又能手動控制，需要噴淋降塵時，開啟供水泵，增加管路水壓，每個噴頭依次工作，實現對周邊區域噴淋、道路沖洗與降塵。特針對儲煤場地、矸石場地和煤泥場地等地點進行灑水、沖洗、降塵系統改造及增設灑水裝置，同時配置一套灑水降塵控制系統以對所有噴淋噴槍進行自動化控制。系統共設噴槍站14套（分為3個降塵區域）及手/自動一體化控制系統1套（包含1套控制總柜及1套煤泥場地現場控制分柜），每套噴槍站包括降塵大噴槍1支、電磁閥1套、電伴熱裝置1套、保溫防護箱1個以及自動泄水閥1個。在電控系統觸摸屏上設置循環時間周期和每個噴槍單次噴淋時間，旋鈕旋至自動狀態，實現噴淋灑水自動控制。

運輸車輛自動沖洗系統。當運煤車輛從煤場駛入自動洗車區域后，系統傳感器檢測到車輛，并把信號傳送給系統控制箱?？刂葡涞玫矫很囘M入洗車區域信號后打開電磁閥，高壓水流經過電磁閥后從通道兩側噴淋頭噴出，對車輪和車身進行全面沖洗。該系統不僅涉及洗車裝置的水源取水、管路敷設、閥門及沖洗管路布置、沖洗水回收處理等一系列水處理問題，還包括車輛自動清洗裝置電氣裝置及電氣控制部分，車輛感應、沖洗水開停控制、水泵自動控制及遠距離遙控控制等一系列自動控制裝置的設計、安裝、調試、投運等。該自動清洗裝置可實現對運煤車輛車身、輪胎以及底盤進行全方位無死角的徹底清洗。自動洗車系統原理見圖1。

圖1 自動洗車系統原理

道路自動灑水系統。灑水管路總供水端安裝電動球閥2臺，分別控制新倉南北兩條地銷公路灑水管路。電控系統由PLC模塊控制，當閥門開啟時，專用水泵啟動，為噴淋水管路供水、加壓，在相應管路進行灑水。當達到設置灑水時間時，PLC發出指令，電動球閥自動關閉，專用水泵停止運轉，灑水結束。在保證灑水效果的同時，也實現了灑水全過程自動控制。新建煤倉兩側地銷公路鋪設的道路噴淋專用管路長約500m，在管路上安裝DN20mm灑水噴頭60個。實現對新建煤倉南北兩條地銷公路全覆蓋噴灑，確保車輛運輸過程中地面時刻濕潤、清潔，不起揚塵。為保證道路灑水系統運行的時效性，減少空載運行時間，對噴灑時間做了較為合理的設置，該系統設置為早晨8:00啟動運行，灑水系統每隔50分鐘開啟1次，灑水持續時間為5分鐘，下午6:00自動關閉，時間較結束時間后延30分鐘，在最大限度節約水資源的基礎上，又避免了運輸道路灑水時間盲區。灑水系統根據天氣變化，可靈活調整開啟頻次，確保灑水降塵效果達到最優。

銷售道路自動沖洗裝置系統。在裝車倉至地銷公路東門崗道路兩側安裝DN100mm沖地管路約300m，25m為一組，共12組，每組在管道上安裝DN20mm噴水嘴25個，水嘴間隔1m，利用快速裝車倉上水源壓力大的特點，使用噴水嘴高壓水流對道路進行自動沖洗。沖地管路每組水源由DN100mm電動球閥控制，既可手動控制開關、又可利用PLC控制。每隔0.5小時，裝車倉以東道路沖洗裝置開啟一次，開啟時間為2分鐘，保持道路濕潤，防止出現揚塵；每隔1.5小時，裝車倉以東道路沖洗裝置開啟一次，開啟時間為5分鐘，對地銷公路地面進行徹底沖洗，保持銷售道路地面清潔。

矸石棚自動干霧除塵系統。水洗矸石棚頂干霧除塵噴頭，出水直徑為0.5mm，供水壓力為0.6Mpa，將壓水流通過噴頭噴射到空中，呈霧狀散落，有效凈化棚內空氣，達到降塵、抑塵的效果。霧炮機，通過噴射微米級水霧顆粒，分解、淡化空氣中的揚塵顆粒，有效減少空氣中的顆粒物與塵埃。

產品銷售區域環保用水閉路循環自動控制系統。生產水池補水及液位控制、儲裝運新倉水箱補水及液位控制、沉淀池液位控制實現自動運行。補水時，若水位低時閥門或泵自動開啟，則向水池、水箱內補水，補滿水后，泵或閥門自動關閉，停止補水。沉淀池內，水位高時泵自動開啟抽水，水位低時，泵自動停機停止抽水

沖洗噴淋水自動回收系統。在礦運煤公路水溝末端建設容量為50立方米的沉淀池，收集車輛沖洗水、路面沖洗水、路面噴淋水等環保用水。在沉淀池內安裝立式液下渣漿泵，敷設管路連通水泵與生產系統濃縮池。通過水泵將收集的煤泥水抽運至濃縮池，凈化處理，循環利用。在沉淀池內安裝浮球液位控制器，檢測池內水位。當水位低于下限位時，浮球開關下限位運作，信號傳輸至泵控制箱，接觸器線圈通電，水泵開機運行，將煤泥水抽運至濃縮池。當水位高于上限位時，浮球液位控制器上限位運作，水泵控制接觸器線圈斷電，水泵停止運行，停止抽水。如此實現沉淀池水位的自動控制。該系統一直處于自動運行狀態。

二、全自動智能化區域環境治理對策及建議

黨的十九大以來，習近平總書記提出要牢固樹立社會主義生態文明觀，堅決打好生態環境保護攻堅戰。進入十四五時期，政府部門對PM2.5、PM10的排放要求日益嚴格，因此作為煤礦企業，需要進一步做好揚塵治理設施管理，實現環境治理智能化管理，做到動態達標排放。

環保生產設施廠家應與高校、企業及時建立溝通機制，與高校聯合定向培養，夯實環?？萍既瞬诺膶I理論知識，建立智能化區域環境治理科研技術團隊，集結專業技能精湛的技術人才對科技項目進行重點攻關，并將環?？萍汲晒麘糜诿旱V污染治理。

下游煤企單位對區域環境治理屬于污染防治環節的末端處理。礦井單位可引入5G通信技術、閉環控制技術等，建立智能化區域環境治理設備設施的遠程通信功能，將環境檢測數據信息及時反饋至云端平臺控制系統，自動對現場環境進行判斷與預警，做到環境治理自動化控制。

三、小結

基于全自動智能化區域環境治理系統的實施，大幅提高了產品銷售區域環境治理水平，減少污染物排放，改善環境質量，為推動城郊煤礦打造資源節約型、環境友好型企業，實現節能、低碳、綠色可持續發展奠定了堅實基礎，體現了城郊煤礦勇于擔當環境保護和節能減排社會責任，為保衛藍天作出應有貢獻。