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煤矿选煤厂产品仓下煤尘治理探究

煤矿选煤厂产品仓下煤尘治理探究

煤尘是在煤炭开采、运输、转载、储存和加工过程中产生的飞逸到环境空气中的固体颗粒,是矿山五大自然灾害之一[1].煤尘的主要危害:1)如果长期吸入会在一定程度增加患尘肺病的风险。2)煤尘爆炸危害极大,对人民财产安全有着重大威胁。3)污染环境,当下煤尘污染已成为我国主要产煤地区大气污染的主要因素。国家相关部门对生产现场的煤尘浓度有着严格要求,因此煤尘治理工作是生产单位长期以来的重点工作之一。

1选煤厂现状

斜沟煤矿选煤厂是一座现代化千万吨级炼焦煤选煤厂,隶属于山西西山晋兴能源有限责任公司,位于山西省兴县县城北50公里处岚漪河两侧,年设计处理原煤15.0Mt[1].采用全重介分洗工艺,厂房全封闭生产系统,煤炭经洗选加工后精煤、混煤产品进入4座筒仓储存,筒仓下设有64台给煤机和2部大型转载皮带,产品转运至快速装车站进行列车装载。在生产过程中发现,产品仓下煤尘较大,而且仓下空间较为密闭,煤尘难以消散,经过现场检测,在皮带机尾处煤尘浓度值最高,达到7.89mg/m3.

2煤尘产生原因分析

产品仓下主要设备是给煤机和皮带,给煤机型号为:GLD2000/7.5/S,共计64台,皮带型号为DTⅡ型,长度贯穿整个仓下,跨度138.5m,宽度为2m,带速4m/s,属于高速皮带。经过调研分析,导致煤尘浓度较高的原因有以下几项:

2.1设备抛洒造成煤尘

2.1.1皮带受料缓冲床衔接处抛洒。仓下每条皮带由两两对称的32台(16组)给煤机供料,在落料点处设有缓冲床,缓冲床与下料收集溜槽衔接,用以承载给煤机运送的物料,物料收集溜槽侧壁和皮带之间缝隙较大(图1),密封效果较差,生产过程中极易造成物料抛洒,由于皮带转速较快,在运转过程中,皮带周边会形成一定负压,因此在物料抛洒的过程中,其中微细颗粒会随风飞扬,弥漫在空气中,造成煤尘[2].2.1.2给煤机侧帮衔接处抛洒。给煤机输送带与侧帮之间衔接不够紧密,而在物料输送过程中物料堆积较高,输送带宽度与给煤机两侧侧帮跨度几乎相同,因此物料在输送过程中会从侧帮(图2)溢出直接落到检修平台上,造成大量抛洒,造成扬尘。2.1.3物料在机尾处碾碎产生煤尘。在皮带机尾改向滚筒前方,置于上下皮带之间设有一处集煤板,用以收集滚筒转动因惯性甩落的粘连物料,对一段时间内皮带机尾集煤板进行观察,发现煤颗粒有一定积累,而且在运转过程中明显看到滚筒和皮带贴合处煤尘弥漫[3].经过实地观察分析可知,由于装车过程中存在一定程度的煤炭抛洒现象,底皮带将抛洒的煤粒带到机尾,而在机尾处设置的三角清扫器距离滚筒有一定距离,且材质不够柔软,与皮带贴合不够紧密,因此煤粒被带入滚筒和皮带贴合处,然后经过皮带和滚筒之间碾碎形成煤尘扩散到周边环境中,这是导致煤尘浓度较大的重要因素。

2.2抑尘措施不完善

2.2.1皮带无抑尘装置。产品仓下两条大型快速转载皮带是间歇性作业,需要根据快速装车站列车进站情况开启或者停机,而且每列车装载完成到下一列车开始装载时间间隔至少是1.5h.产品仓内产品煤水分为10%左右,同时压滤煤泥也掺杂在混煤产品内,水分更是高达25%左右,因此在正常生产过程中,皮带上会粘连部分物料,而在上述皮带启停间隔1.5h的时间里,皮带上物料均已风干干燥,再次启车时,皮带在滚筒、托辊以及皮带清扫器之间的摩擦作用下,瞬间会产生大量煤尘,然后在皮带运转的风压下,迅速将煤尘扩散到空中,瞬时值最高达12mg/m3,但是一直以来没有任何抑尘措施。2.2.2运输设备没有封闭。仓下皮带总长度138.5m,除了在每组给煤机下料缓冲床落料点处密封以外,其余空白位置均处于开放状态,厂房内前期安装了气箱脉冲袋式除尘器,吸尘口分别布置在各组给煤机落料点处的密封溜槽处,能够对落料点处的煤尘进行最大程度的负压吸收。但在生产过程中发现,由于皮带上方只进行部分密封,吸尘口负压压力明显减弱,吸尘效果降低,同时在皮带敞开处,煤尘也会飘逸,造成环境内煤尘浓度偏高。

3煤尘治理措施

3.1杜绝抛洒

针对皮带缓冲床处缝隙较大导致的抛洒问题,对现场进行勘察,调整其间隙至合适位置,然后根据尺寸割取废旧皮带,对缝隙处进行覆盖封堵,保证物料不抛撒。另外,应加强巡检,随时调整间隙,保证其紧密无间,物料无抛洒。针对给煤机侧帮处物料抛洒现象,在侧帮内侧安装新的挡料板,对给煤机落料形成收口,收口以后落料处和皮带边缘及侧帮形成一定缓冲距离,避免了物料抛洒(图3).

3.2减少次生煤尘

针对物料在机尾滚筒处碾压产生大量煤尘,对原磨损严重、清扫能力较差的皮带清扫器进行拆除,挑选聚氨酯材料制成新皮带清扫器,此种清扫器,有较大弹性,耐磨度更强;改变皮带位置,由原来距离机尾改向滚筒2m更改到靠近机尾滚筒0.5m,杜绝煤尘颗粒进入机尾,在进入滚筒之前把皮带上积煤清扫干净,避免次生煤尘的产生。

3.3提升抑尘效果

为避免皮带上粘连物料风干后在空中飘逸,现场勘查后决定在底皮带加装喷雾装置用以抑制煤尘。由于该车间装车工作的特殊性,皮带间歇性多次作业,为了减轻职工劳动强度,在加装喷雾装置的同时加设电控阀门,将电控系统接入已有的智能化集控模块,实现皮带喷雾随皮带开启自动开启,根据设定时间自动停止,方便快捷。为了改善皮带区间除尘器除尘效果,减少煤尘产生将整条皮带上方密封,使其在上方形成密封空腔,避免了煤尘外溢。同时由于空间密封,增强了除尘器吸尘口的负压吸力,提升了除尘器的除尘效果。

4煤尘治理效果

经检测,产品仓下煤尘浓度大幅度下降,在煤尘浓度最高点的皮带机尾处由7.89mg/m3降到3.90mg/m3,现场环境明显改善。通过煤尘治理措施的实施,给煤机与转载皮带抛洒量也有较大程度下降,产品仓下职工清扫耗时从每班90min下降为40min,每班缩短50min,一个工作日节约100min.运销车间产品仓下清水清扫泵以及5台扫地水泵全部功率共计约为105kW/h,厂工业用电费用为0.5元/kWh,则电费每年可节约1.7×365×105×0.5=32576.25元。此次改造,材料费、人工费共计4000元,则当月可节约电费成本:32576-4000=28576元,全年累计38万余元。

5结语

煤尘是煤炭生产单位不可避免的共性问题,煤尘浓度较高给企业正常生产带来不利因素,对岗位操作人员的身心健康、现场操作环境及安全和煤炭资源本身都造成一定的影响。该厂通过对主要设备、附属设备及周边环境的合理化改造和设施完善,同时加强了现场管理,煤尘治理工作取得了显著效果,取得良好的社会经济效益。

参考文献

[1]梁明.选煤厂粉尘治理工艺的探索[J].煤炭加工与综合利用,2020(2):75-77.

[2]王卫星,任学禹.综合除尘系统在柳湾煤矿选煤厂的应用[J].山西焦煤科技,2020,44(12):50-54.

[3]廉凯,郭磊.动力煤选煤厂粉尘综合治理措施[J].煤炭加工与综合利用,2019(2):28-32.

作者:方瑞新 单位:山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿选煤厂