清潔生產(chǎn)技術(shù)在煤炭采選業(yè)應(yīng)用實(shí)例研究

張永強(qiáng)

禹州市環(huán)境保護(hù)局

1 引言

煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源和重要原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(yán)重的環(huán)境、能耗和資源浪費(fèi)問(wèn)題[1]。截至2019年1月，國(guó)統(tǒng)局確認(rèn)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(gè)問(wèn)題[3]，而清潔生產(chǎn)作為實(shí)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(lái)越廣泛的應(yīng)用。

本文結(jié)合典型的煤炭采選行業(yè)清潔生產(chǎn)審核實(shí)例，旨在分析行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)在企業(yè)的應(yīng)用情況及取得的效果，為該類(lèi)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(chǎng)包括礦井水處理站、生活污水處理站、瓦斯抽排站、儲(chǔ)煤場(chǎng)，不設(shè)置臨時(shí)矸石礦山，企業(yè)設(shè)置選煤廠，處理能力90萬(wàn)噸/年。

3 主要生產(chǎn)工藝及過(guò)程

3.1 礦井開(kāi)拓、開(kāi)采系統(tǒng)

（）1開(kāi)拓方式、水平和采區(qū)。礦井采煤方法是走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，回采工藝是采用綜采。開(kāi)采水平為-250m，目前礦井共有設(shè)置2個(gè)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(dān)負(fù)礦井原煤和材料、矸石、人員提升等任務(wù)。

（3）原煤開(kāi)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(kāi)拓部署，該礦采用立井單水平上、下山開(kāi)拓方式。礦井采煤方法是走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，采煤工藝采用綜合機(jī)械化采煤。

（4）原煤開(kāi)拓及掘進(jìn)工藝流程。原煤開(kāi)拓主要由綜采、綜掘組成。采用錨網(wǎng)支護(hù)、錨索支護(hù)及噴漿支護(hù)方式進(jìn)行支護(hù)。掘進(jìn)采用綜掘機(jī)切割、風(fēng)鎬配合掘進(jìn)、皮帶機(jī)運(yùn)輸，多工序平行、交叉作業(yè)。迎頭掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)尺后，綜掘機(jī)退回5m，落下截割頭停電閉鎖；對(duì)頂部進(jìn)行支護(hù)、同時(shí)對(duì)幫部進(jìn)行支護(hù)，頂部支護(hù)好再將綜掘機(jī)開(kāi)到迎頭進(jìn)行下一個(gè)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(zhǔn)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(lái)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(chǎng)綠化，一部分經(jīng)公司總排口排放，最終進(jìn)入北汝河。生產(chǎn)廢水主要為礦井涌水、洗煤過(guò)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(bǔ)水和洗煤廠補(bǔ)水，不外排。洗煤過(guò)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(kāi)采過(guò)程粉塵、原煤輸送及篩分過(guò)程粉塵。原煤開(kāi)采過(guò)程粉塵經(jīng)井下噴淋除塵系統(tǒng)處理后排放；原煤輸送過(guò)程粉塵及原煤篩分過(guò)程粉塵經(jīng)袋式除塵器處理后達(dá)標(biāo)排放。

4.3 噪聲

企業(yè)噪聲主要為井下爆破及高噪聲設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。井下爆破噪聲較大，但對(duì)地面基本無(wú)影響。高噪聲設(shè)備主要為振動(dòng)篩、浮選機(jī)、球磨機(jī)和各種風(fēng)機(jī)等，為連續(xù)噪聲，源強(qiáng)為85dB～100dB（A）。

振動(dòng)篩、浮選機(jī)、球磨機(jī)置于室內(nèi)，通過(guò)廠房隔聲減小影響。各種風(fēng)機(jī)采取設(shè)置減振基礎(chǔ)、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(jìn)、開(kāi)拓過(guò)程中產(chǎn)生的廢石及洗煤過(guò)程產(chǎn)生的矸石。巷道掘進(jìn)、開(kāi)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(fù)用于設(shè)備保養(yǎng)、鋼鐵制品防腐、軌道養(yǎng)護(hù)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(mén)清運(yùn)。

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(píng)價(jià)指標(biāo)體系》，審核小組詳細(xì)分析了當(dāng)前企業(yè)清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀，目前，企業(yè)大部分指標(biāo)能夠達(dá)到國(guó)內(nèi)一般水平。但是，在原輔材料和能源管理、生產(chǎn)工藝、設(shè)備運(yùn)行與管理、環(huán)境保護(hù)等方面還是存在諸多問(wèn)題，存在不小的提升空間。因此結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀問(wèn)題和現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果，采用權(quán)重計(jì)分排序法確定審核重點(diǎn)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(biāo)。

6 主要清潔生產(chǎn)技術(shù)方案設(shè)計(jì)及效果分析

針對(duì)審核重點(diǎn)和審核目標(biāo)，審核小組從生產(chǎn)過(guò)程所涉及的原輔材料和能源，生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平，設(shè)備運(yùn)行情況，管理水平，員工素質(zhì)以及產(chǎn)品質(zhì)量等八個(gè)方面進(jìn)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(dá)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(jì)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(fēng)機(jī)節(jié)能改造

（1）方案說(shuō)明。根據(jù)礦井當(dāng)前通風(fēng)參數(shù)以及現(xiàn)有風(fēng)機(jī)型號(hào)規(guī)格，在盡量減小風(fēng)機(jī)改造工作量前提下，由我公司重新進(jìn)行設(shè)計(jì)葉輪，替換原風(fēng)機(jī)的葉輪，達(dá)到提高當(dāng)前工況下風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的目的。因更換后的葉輪寬度尺寸與原風(fēng)機(jī)葉輪不同，為保證風(fēng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保現(xiàn)場(chǎng)葉輪裝配順利進(jìn)行，需將風(fēng)機(jī)保護(hù)筒更換為與新葉輪配套的保護(hù)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(wàn)kW·h，電費(fèi)按照0.56元/kW·h計(jì)算，則每年節(jié)省費(fèi)用80.64萬(wàn)元。

6.2 選煤廠破碎機(jī)更新

（1）方案說(shuō)明。由于礦井產(chǎn)能提升，動(dòng)篩原來(lái)使用的塊煤破碎機(jī)（型號(hào)：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(duì)破碎機(jī)進(jìn)行改造更換。將原有破碎機(jī)更換成新的破碎機(jī)（型號(hào)：FP80AM，處理能力為450t/h～800t/h），從而適應(yīng)礦井生產(chǎn)。FP系列強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)是一種全新概念的分級(jí)破碎設(shè)備，它完全不同于傳統(tǒng)的齒輥式破碎機(jī)靠撞擊和擠壓來(lái)破碎物料，而是使用剪切和拉伸的共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)物料的破碎。由于采用了低轉(zhuǎn)速、特殊齒形，物料地過(guò)粉碎和超粒均較少。該系列破碎機(jī)具有破碎強(qiáng)度高、處理能力大、超料和過(guò)粉碎較少、能處理濕沾物料的特點(diǎn)，且?guī)в凶詣?dòng)控制裝置，可以方便地納入全廠集控。

（2）效果分析。原來(lái)每破碎1萬(wàn)噸塊煤耗電約8533kW·h，耗時(shí)33h，本方案實(shí)施后破碎處理能力由300t/h增加至625t/h，電機(jī)功率由2×160kW增加至2×200kW，提高了破碎效率，每破碎1萬(wàn)噸煤耗電約5120kW·h，耗時(shí)16h。故每破碎1萬(wàn)噸煤節(jié)電3413kW·h，預(yù)計(jì)年節(jié)約選煤耗電3413×90=30.7萬(wàn)kW·h，折合經(jīng)濟(jì)效益24.6萬(wàn)元。

6.3 浮選加藥自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)改造

（1）方案說(shuō)明。浮選系統(tǒng)是保證細(xì)顆粒精煤回收的重要途徑，浮選系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)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(yùn)行主要靠設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、浮選司機(jī)耐心細(xì)致的調(diào)節(jié)、浮選藥劑的適量添加來(lái)保證精煤質(zhì)量與回收率，浮選系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)浮選司機(jī)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(yàn)，調(diào)整浮選操作。由于操作工人的能力、經(jīng)驗(yàn)與責(zé)任心的問(wèn)題，對(duì)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(bǔ)水管路和調(diào)節(jié)閥門(mén)。采用小流量自動(dòng)計(jì)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(diǎn)加藥變成在浮選機(jī)入料泵的入料管上以及浮選機(jī)的各分室多點(diǎn)控制比例自動(dòng)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(jì)量泵的刻度，使浮選藥劑添加量更加合理、可控，同時(shí)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(fù)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(shí)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(jià)格按6000元/t，捕收劑價(jià)格按7500元/t計(jì)，則年節(jié)約起泡劑費(fèi)用299230×0.07/1000×6000=12.57萬(wàn)元；年節(jié)約捕收劑費(fèi)用299230×0.06/1000×7500=13.47萬(wàn)元；尾礦灰分提高0.7%，按年生產(chǎn)煤泥17461×2=34922t計(jì)，可多回收精煤997.77t，按精煤價(jià)格530元/t，煤泥46元/t計(jì)算，可增加效益48.29萬(wàn)元，則年總節(jié)省金額為74.33萬(wàn)元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

7 實(shí)現(xiàn)煤炭采選業(yè)持續(xù)清潔生產(chǎn)

7.1 對(duì)清潔生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)進(jìn)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(gè)連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的管理過(guò)程。要想實(shí)現(xiàn)持續(xù)性管理煤炭采選企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身情況構(gòu)建起完善的管理部門(mén)，由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行此項(xiàng)工作的組織與協(xié)調(diào)，利用連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的管理來(lái)鞏固清潔生產(chǎn)所得到的成果，同時(shí)保證清潔生產(chǎn)可以在煤炭采選業(yè)持續(xù)開(kāi)展。

可以說(shuō)在煤炭采選業(yè)中起到了重要的作用，同時(shí)在未來(lái)煤炭采選業(yè)發(fā)展的過(guò)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(dòng)力。通過(guò)審核后清潔生產(chǎn)組織小組及咨詢部門(mén)在管理過(guò)程中應(yīng)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(mén)為常設(shè)部門(mén)，即清潔生產(chǎn)組織小組，清潔生產(chǎn)管理部門(mén)設(shè)置到企業(yè)生產(chǎn)管理處，清潔生產(chǎn)管理部門(mén)中的成員是從不同部門(mén)人員選調(diào)而來(lái)的，企業(yè)中的主管副總直接領(lǐng)導(dǎo)清潔生產(chǎn)管理部門(mén)，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)企業(yè)清潔生產(chǎn)管理及審核工作。

同時(shí)，在設(shè)立清潔管理部門(mén)后可以有效開(kāi)展企業(yè)內(nèi)部審核工作，同時(shí)企業(yè)中不同的科室及生產(chǎn)裝置管理均要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)過(guò)硬、工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的技術(shù)骨干來(lái)?yè)?dān)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(duì)企業(yè)內(nèi)部清潔生產(chǎn)工作進(jìn)行審核，這樣可以在沒(méi)有專(zhuān)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)輔助的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔生產(chǎn)的審核。此外，在企業(yè)中不同的部門(mén)還應(yīng)設(shè)置專(zhuān)門(mén)的負(fù)責(zé)清潔生產(chǎn)工作的人員，保證此項(xiàng)工作可以順利開(kāi)展。

7.2 對(duì)持續(xù)清潔生產(chǎn)管理制度進(jìn)行進(jìn)一步完善

（1）做好清潔生產(chǎn)結(jié)果審核工作。①在進(jìn)行清潔生產(chǎn)結(jié)果審核工作時(shí)應(yīng)不斷強(qiáng)化污染風(fēng)險(xiǎn)源管理并做好管理方案編制工作，利用文件進(jìn)行管理并對(duì)管理人員的行為進(jìn)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(jiǎng)懲制度、合理化建議制度等，充分落實(shí)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(jìn)行交流，聽(tīng)取員工提出的可行性管控過(guò)程、工藝操作優(yōu)化措施及清潔生產(chǎn)管理方法等進(jìn)行探討，尤其是在操作環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)偏大、操作具有普遍性及具有較大清潔生產(chǎn)潛力的設(shè)備時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其使用過(guò)程及操作流程，并做好技術(shù)、流程等規(guī)范管理，同時(shí)不斷強(qiáng)化培訓(xùn)及考核工作，確保此項(xiàng)工作可以長(zhǎng)期開(kāi)展。

（2）對(duì)清潔生產(chǎn)激勵(lì)機(jī)制進(jìn)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(dòng)中并可以提出自己的合理化建議，生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)、財(cái)務(wù)管理部門(mén)應(yīng)根據(jù)所提出的建議做好獎(jiǎng)懲機(jī)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(jiǎng)勵(lì)。②充分利用班組及生產(chǎn)例會(huì)將持續(xù)清潔生產(chǎn)落實(shí)到日常生產(chǎn)、管理中。③企業(yè)應(yīng)將持續(xù)清潔生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)工作落實(shí)到日常工作中，讓員工真正認(rèn)識(shí)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(jī)效考核工作中并對(duì)考核指標(biāo)進(jìn)行明確，將考核辦法與各部門(mén)人員工資獎(jiǎng)金分配、崗位變動(dòng)及獎(jiǎng)懲制度等進(jìn)行結(jié)合，確保持續(xù)清潔生產(chǎn)工作可以有序進(jìn)行。

（3）保證用于清潔生產(chǎn)資金的穩(wěn)定性。在進(jìn)行清潔生產(chǎn)資金籌集時(shí)可以采用不同的方式，通過(guò)不同的渠道，通常會(huì)采用銀行借貸、向政府申請(qǐng)專(zhuān)項(xiàng)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(lái)看，在使用持續(xù)清潔生產(chǎn)方式后所節(jié)省下來(lái)的資金應(yīng)盡可能的應(yīng)用到清潔生產(chǎn)中。可以采用中、高費(fèi)方案，財(cái)務(wù)部門(mén)可以將中、高費(fèi)方案的投資及財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)建立起獨(dú)立的賬目，評(píng)估方案實(shí)施后所帶來(lái)的環(huán)境效益，與發(fā)改委、工信委及環(huán)保部門(mén)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(guó)家相關(guān)政策向銀行提出貸款申請(qǐng)，爭(zhēng)取清潔生產(chǎn)補(bǔ)貼及相關(guān)稅費(fèi)的減免等，確保持續(xù)清潔生產(chǎn)可以不斷推進(jìn)。

（4）對(duì)清潔生產(chǎn)工作開(kāi)展情況進(jìn)行總結(jié)。為了保證清潔生產(chǎn)工作可以順利開(kāi)展，應(yīng)積極地做好總結(jié)工作。企業(yè)可以在每個(gè)月月底總結(jié)本部門(mén)清潔生產(chǎn)情況，主要包括清潔生產(chǎn)計(jì)劃、方案等具體實(shí)施情況、實(shí)踐效果，對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行分析與糾正。

8 結(jié)束語(yǔ)

發(fā)展綠色技術(shù)，建設(shè)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(yuǎn)[4]。清潔生產(chǎn)作為建設(shè)綠色礦山的一種重要工具，必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本文結(jié)合實(shí)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(duì)該行業(yè)綠色發(fā)展的思考、探索和投入。