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            促進煤炭保質增效暨煤礦大氣TSP與自燃防控抑塵技術

            2022-05-31 11:39:41| 發布者: admin| 查看: 76

            礦業高質量發展建設中生態環境保護修復之

            促進煤炭保質增效暨煤礦大氣TSP與自燃防控抑塵技術

            一、背景

                2022年全國兩會上,“雙碳”目標成為關注熱點。習近平總書記在十八大以來多次強調,要堅持綠水青山就是金山銀山的理念,堅定不移走生態優先、綠色發展之路。要繼續打好污染防治攻堅戰,加強大氣、水、土壤污染綜合治理,持續改善城鄉環境。

                中共中央 國務院關于全面加強生態環境保護 堅決打好污染防治攻堅戰的意見》、工業和信息化部等六部委《關于“十四五”推動石化化工行業高質量發展的指導意見》中國煤炭工業協會發布《煤炭工業“十四五”高質量發展指導意見》,全面推進煤炭清潔生產、全面實施中央及省市持續天藍、土凈、地綠、水清”攻堅行動,始終不斷研究煤炭開采、排矸場、物流、裝卸及堆垛揚塵控制,持續創新治理措施,優化新技術新產品的應用,減少煤炭風損,降低煤粉、煤炭自燃排放物對大氣環境的影響。

            二、常規治理形式

                2.1灑水抑塵

                目前涉及揚塵污染采區、爆破、裝卸、道路運輸、排土場、排矸場、儲煤堆場等,包括靜態裸露和動態攜帶)防治基本采用灑水抑塵、自燃區物理清除。

                灑水抑塵煤炭存在諸多問題:

                2.1.1加速氫氧活動,自燃風險提高

                煤炭中的碳、氫與空氣中的氧氣發生物理化學反應是煤自燃的根本原因。煤的自燃都是從內開始,逐漸向外擴展。煤的氧化是放熱反應,如果熱量不能及時散發掉,將使煤的堆積溫度升高,反過來又加速煤的氧化,放出更多的可燃質和熱量。當熱量聚集,溫度上升到一定值時,即會引起可燃物質燃燒而自燃。

                基于上述,如果經常灑水(或天然降雨水),通過淋溶會加速氫氧活動頻繁,加大其自燃幾率,造成能源損失,燃燒中排放的二氧化硫及其他有害物質作用于大氣環境中,造成更大環境污染。

                2.1.2降低煤質,造成經濟損失

                煤炭(含露天采面、堆垛、排矸場)暴露于空氣中,表面與空氣充分接觸原本就會氧化。通過灑水于表面導致煤炭發生化學反應,加速表層煤炭氧化風化,降低煤炭發熱量,增加煤炭灰分量,造成經濟損失(煤炭價格是基于其發熱量卡cal*單價)。煤炭表面灰分量增加,受季風影響還會加大粉塵量作用于大氣中,風損及風蝕也會隨之增加。

                2.1.3抑塵效果不明顯

                我國北方煤炭產區,大都風力大、風速快,地表溫度高,蒸發量大。灑水后表面水分很快會蒸發流失,揚塵依然嚴重。

                2.1.4資源消耗與大氣環境并重

                煤炭產區水資源緊張,大量灑水抑塵將消耗大量水資源。此外,如果用水車噴灑,載重車排放的氮化物又將作用于大氣環境中,形成不良循環效應。

                2.2物理覆蓋

                物理覆蓋泛指綠網布、遮陽網、苫布等,主要是煤炭物流園、煤炭碼頭臨時堆存,煤礦基本實現筒倉或全封閉煤棚。

                由于煤炭裸露面大,作業安全隱患多,人力物力成本巨大,很難實現物理覆蓋。再者,綠網布和遮陽網不能降解,風化后難以回收,塑料碎削會造成地表水、土壤和大氣環境污染。

            三、生態高效抑塵結膜與氫氧阻隔防自燃

                2006年開始進行抑塵劑的開發,并在煤礦及鐵路煤炭運輸領域得到廣泛應用。通過不斷開發試驗,已在煤炭防自燃、焦煤粉運輸抑塵、礦粉儲運抑塵等方面獲得多個科技成果,并得到較好的推廣應用。

                生態高效抑塵新材料是由新型多功能高分子聚合物組成,該聚合物分子間有一定的交聯度形成網狀結構,同時聚合物分子間有各種離子基團,能與離子之間產生較強的親合力。通過捕捉和吸附并團聚粉塵微粒緊鎖在其既疏松而又不失堅固的網狀結構之內,起到濕潤、粘接、凝結、吸濕、防塵、阻燃的作用。經環保、煤炭等多個國家權威部門測試,無毒無害、無污染、抗風蝕、抗雨淋、不傷害土壤和植物、不影響煤炭燃燒質量,對煤炭防自燃與同步抑塵效果好、時間長。

                在煤炭儲運應用生態高效抑塵新材料過程中,業主為了防盜、證明已噴灑抑塵防塵,標記技術區分,得到廣泛認可。

            大型煤炭露天堆場(新疆/廣東自燃及治理效果對照

            四、幾點思考與建議

                隨著環保執法力度加大、民眾環保意識增強、企業環保投入增加,聯合執法檢查將成常態化。

                1、加大煤炭礦山智能化管理。包括標準規范的控制中心、人員設備定位系統,邊坡位移、水土保持、土壤環境、大氣環境、采空區與排矸場地質環境,露天采場地質淺層溫度和氣體等的監測。便于實時掌握礦山詳情,完善預警與應急管理機制;

                2、加強礦山目視化管理。目視化是關系礦山形象,是有效傳播美譽的一張名片,包括道路、標識標牌、觀景臺及觀景區域治理、宣傳片及信息系統等。

                3、加大對煤炭礦山的采、選、洗、加、運的技術與裝備優化,確保環境擾動小、資源利用最大化,全面實現“采煤不見煤、過程不見塵”。

                礦業資源整合。對于礦權集中的區域,由企業發起、政府主導并經評估后進行資源整合,規劃成為煤炭工業園,優化工業結構,凸顯園區功能、促進綠色發展。其整合包括礦業權、土地出讓、固廢排放與處理利用、加工、物流與市場布局等,形成礦區整合的工作規范和技術標準體系,實現“雙碳”目標。