煤尘是选煤厂安全生产的痛点，这项集3项专利技术、1项自治区科技进步一等奖的全流程、多方式的治理方案让人看了直呼过瘾！
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前言
煤尘是选煤厂生产作业过程中产生的主要污染物，是造成选煤厂生产作业现场和环境污染的重要因素，煤尘的危害极大，它不仅污染作业环境，影响职工的身体健康，而且还会引起火灾、煤尘爆炸等重大事故。当前在大气污染十分严重、环保要求日益严格的情况下，煤炭生产加工企业加强粉尘治理、改善作业环境势在必行。粉尘治理一直是选煤厂安全生产、文明生产的一个重点与难点，实际工作中粉尘治理的效果往往不够理想，受到煤的性质、生产工艺、生产设备、作业环境、气象条件、日常管理等诸多因素的影响与制约。如何结合企业的生产实际采取有效的粉尘治理工艺、技术、方法，提高粉尘治理的实际效果？神华准格尔能源有限公司选煤厂经过多年的努力作了有益的探索和实践，收到了比较好的效果。
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准格尔能源有限公司选煤厂粉尘综合治理实践
2.1 概况
准格尔能源有限公司选煤厂属于特大型动力煤选煤厂，由黑岱沟选煤厂和哈尔乌素选煤厂两个分厂组成，分别是黑岱沟露天煤矿和哈尔乌素露天煤矿的配套项目，两厂生产能力均为30Mt/a，其中黑岱沟选煤厂最初设计的12Mt/a洗选系统选用跳汰洗选工艺，后扩建增加的8.0Mt/a系统和10Mt/a系统均选用浅槽重介洗选工艺；哈尔乌素选煤厂均选用浅槽重介洗选工艺。露天矿生产的毛煤由630E型大型自卸卡车从采煤工作面运至地面破碎站，破碎后-300 ㎜煤料通过胶带机系统转载、运输至毛煤仓（或储煤场）仓储，洗选后，产品煤装入产品仓，再通过胶带机系统配煤装火车外运，期间煤料经过破碎、筛分、多次转载等工艺流程，形成了多处产尘环节、多个污染源。
曾经准能选煤厂的煤尘污染十分严重，尘源点多、产尘强度大、降尘量大。生产现场的煤尘浓度达到200～2660 mg/m³，地面积尘量亦相当严重，毛煤仓上日积尘量达2.56t/d，毛煤仓下日积尘量达5.18 t/d，全厂平均每天积尘量达44.18 t/d，恶劣的生产环境，严重影响职工的身心健康，同时，也给安全生产埋下了隐患，曾被列为神华集团公司A级安全隐患。
几年来，选煤厂组织力量深入开展粉尘治理研究，不断强化工程技术措施，分别在不同环节、不同设备、不同现场采取有针对性的粉尘综合治理工艺技术，收到了十分明显的成效。在大型破碎站受料、破碎环节采用化学抑尘技术，在破碎站和储煤场原煤储存环节采用装设防风抑尘网抑尘技术，在毛煤仓上灌仓环节采用仓口封堵+微负压除尘小车+胶带机治尘控尘技术，在胶带机输送环节采用拱形导料槽密封+布袋除尘器+辅助措施的综合控尘、除尘技术，在刮板机输送环节采用拱形盖板密封技术或拱形盖板密封+除尘器控尘技术，在筛分破碎环节采用折叠式橡胶防尘带密封+布袋除尘器控尘技术，在振动给料机给料环节采用折叠式橡胶密封带堵尘技术，在商品煤装车环节采用干雾抑尘技术，在火车车厢煤炭表面采用喷洒封尘剂固尘技术。针对不同的工艺、设备、工况、现场、区域分别采取抑尘、控尘、降尘、除尘、灭尘等多种手段，多环节、多方式、全过程综合治理、源头管控，明显地改善了生产作业环境，推进了清洁生产、文明生产，有力地保护了职工的安全与健康，消除了安全隐患，避免了环境污染。
2.2 原煤受煤、破碎环节粉尘治理工艺技术
在选煤厂原煤车间破碎站采用喷洒化学试剂抑尘技术，从受煤环节开始，从整个洗选系统的源头开始实施粉尘治理。
两个选煤厂共有八套大型半移动式破碎站，由受料仓、板式给料机、破碎机、排料胶带、末煤撒料胶带（刮板）、电气动力及控制系统、支撑钢构等组成，设计生产能力2500t/h、3500 t/h，受料斗容积2套为300m³、其余6套均为560 m³，结构形式为半移动式，破碎机为双齿辊型，选用英国MMD公司生产的MMD1000、MMD1150、MMD1250型产品。作业时，露天矿的毛煤由630E型自卸卡车（美国TRERX公司生产，设计载重154t，装运原煤一斗100t左右）运至破碎站，卸入受料斗，通过板式给料机将煤料送入破碎机破碎至-300mm落入排料胶带运走。卡车卸料过程中产尘量最大，在毛煤卸入受料斗时，在受料斗上方常常会形成黑色蘑菇云状尘雾向大气中扩散，冬春季节尤为严重，其次，在破碎机上方位置、排料胶带机头转载处也会产生较大的煤尘。
根据破碎站构造、运行工艺及作业环境，研究采用化学抑尘的方法来控制煤尘的产生和向外扩散，化学抑尘剂选用美国Benetech公司生产的可生物降解的抑尘产品。分别在受料仓、破碎机、排料胶带机头转载处等主要产尘环节、部位喷洒化学抑尘剂水溶液。按1:500～1:800的比例在水中添加化学抑尘剂后，能够降低水的表面张力，大大增强水分子捕捉、吸附、团聚粉尘微粒的能力，使粉尘颗粒与水分子迅速结合、团聚，通过湿润、粘结形成大颗粒粘附在煤块上，达到瞬间降尘的效果。从最主要的产尘环节开展源头治理，使胶带机沿线2-3Km均能保持良好的抑尘效果。加入抑尘剂后，使用较少的水量即可达到理想的效果，节约用水60-70%，避免了为灭尘大量洒水造成的堵料、返料、打滑和冬季结冰等影响运行的现象发生。
化学抑尘系统主要由增压泵、定量泵、抽液泵、储液罐、供水管路、喷头、电磁阀、电控装置、感应器、伴热装置及辅助系统等组成，每套破碎站设计配置两套抑尘系统。
2.3 露天储煤环节粉尘治理工艺技术
在露天储煤场构建防风抑尘网实施物理抑尘技术。准能选煤厂8Mt/a重介浅槽洗选系统配套建设了30万t 的露天储煤场，场地标高1220.09m，选煤厂厂区平均海拔1186.5m。场地形状接近于矩形，东侧、南侧土方开挖形成24m高土崖的天然屏障。根据当地气象条件、储煤场的具体位置和场内作业情况，设计在储煤场的北面和西面设置防风抑尘网来控制和减轻自然刮风造成煤尘飞扬污染。
在煤场四周砌筑1m高实体砖墙围护，每间隔8.4m建一钢架，在砖墙之上、钢架之间支撑固定抑尘网，抑尘网顶部距地面高17m，网体总长929m。材料选用高强度聚酯纤维双层编织螺旋尼龙网，开孔率为40%，网面厚度4～6㎜。通过装设抑尘网，柔性网体吸收部分风能、风压，空气动力被大大降低，使围场内不会形成强涡流和垂直气流，有效降低风速80%以上，避免因气流扰动而起尘、飞扬，起尘量有效降低，抑尘效率达到75%～90%。
根据储煤场防风抑尘网的抑尘效果，后来在破碎站站坑和胶带机露天驱动站周围也建了防风抑尘网，来抑制煤尘的产生和扩散。
2.4 毛煤仓上灌仓环节粉尘治理工艺技术
以12Mt/a跳汰洗选系统为例来介绍毛煤仓上灌仓环节粉尘治理工艺技术，12Mt/a跳汰洗选系统设计共建有9座毛煤仓，均为落地圆筒仓，直径22m，仓高54.6m，仓容1.6万t，配仓时最大落差达58.43m。煤仓顶设有两条可移动式配仓胶带机，每座煤仓顶有8个落料口，一条胶带对应每座煤仓的四个落料口。两条胶带可同时运行配仓，也可一条胶带单独配仓。配仓时，仓上作业空间最大煤尘浓度达188mg/m³，煤尘主要来源于三部分：1.上仓胶带运上的原煤落入移动配仓胶带产生的粉尘；2.移动配仓胶带机机头配仓落料过程产生的粉尘；3.煤仓料口溢出的粉尘。其产尘机理是落料冲击破碎、向下的冲击波风流、诱导风流、迎面空气剪切风流共同作用的结果。根据产尘机理、煤尘逸散规律及生产工艺要求，毛煤仓上煤尘治理设计采用密封堵尘、负压控尘、胶带机煤尘治理技术等综合措施。具体为：将每座仓对应配仓胶带的4个落料口中的两个用钢板密封，两条胶带对应落料口错位密封。再设计一与配仓胶带机可实现同步移动的能够覆盖整个落料口的除尘小车（密封箱），其上安装LFD-70型除尘器一台，除尘小车与配仓胶带机导轨之间用橡胶密封，配仓胶带机两端各安装一台除尘小车及除尘器。剩余的两个落料口中任一个配仓落料时，另一落料口即被除尘小车覆盖、密封。在配仓胶带机对应落料溜槽两侧安装导料槽和拱形盖板，在距溜槽2.3米的导料槽上各安装一台LFD-35 型除尘器。在配仓胶带机机头（双向式）位置向里各安装7.5米导料槽和拱形盖板，再在机头机尾各安装一台LFD-35型除尘器。这样在一条配仓胶带上共安装6台LFD系列除尘器、20米FDG导料槽和拱形盖板，既实现了配仓时胶带机的正常运行，又满足了粉尘治理的要求。
2.5 胶带机输送环节粉尘治理工艺技术
输煤胶带系统的煤尘污染十分严重，是选煤厂粉尘综合治理的重要对象，毛煤仓下胶带机走廊作业空间最大煤尘浓度曾达到500mg/m³，是煤尘污染的重灾区。根据胶带机系统的产尘机理、煤尘逸散规律和胶带机运行工艺要求，胶带机系统粉尘治理采取拱形导料槽密封+布袋除尘器+辅助措施的综合控尘、除尘技术。在胶带机全线装设导料槽和拱形盖板，导料槽的上盖设计成拱形，可增加落料时含尘气流的缓冲空间，有效降低诱导风和空气冲击波的压力。在受料位置，拱形盖板仿形开孔后与溜槽焊接，若有给料机，则在相应位置装设密封箱，并配合折叠橡胶密封带密封。导料槽下缘用燕尾式内插外翻双密封挡煤皮与胶带工作面形成密封，导料槽首端设置双层橡胶挡帘箱，与导料槽、拱形盖板、胶带共同构成密封空间。综合考虑胶带机的长度、胶带宽度、承运的煤质、受料落差高度、产尘强度等因素，通过计算设计除尘器的安装位置和规格型号，一般在胶带机的受料点、接近机头等主要转载位置安装布袋除尘器。除尘器的控制与胶带机联锁并设置延时，即除尘器随胶带机起机同时自动起机，在胶带机停机后5分钟除尘器再停机，以保证除尘的效果。除采取安装除尘器、拱形导料槽、挡煤皮、密封箱等措施后，还采取了一些辅助措施，在导料槽端部安装喷头，通过自控式水喷雾装置控制运行，在胶带重载运行时，喷头连续不断喷雾以进一步沉降槽口的煤尘，防止煤尘向外扩散，在空载或胶带停运时，自控式水喷雾装置自动停止喷雾。在胶带机机头、机尾返程段安装自闭式清扫器，防止胶带带煤、回煤被胶带运转产生的牵引风流造成二次扬尘。在原煤胶带输送机的落料点胶带下还装设了缓冲床，减轻落料时块煤对胶带的冲击、损伤，同时配合拱形导料槽与胶带的密封。
2.6 刮板输送环节粉尘治理工艺技术
刮板输送环节采用拱形导料槽密封或拱形导料槽密封+除尘器控尘除尘技术。对长度不超过10m的小型刮板机仅在箱体上安装相应尺寸的拱形盖板，对输送粉煤、长度大于10m的刮板机，除在箱体上增加拱形盖板外，还加装了除尘器。哈尔乌素选煤厂原煤车间毛煤仓上、槽仓上的配仓刮板机选用拱形导料槽密封+LFD系列布袋除尘器治尘模式，黑岱沟选煤厂10Mt/a扩能系统的刮板机采用人字形盖板密封+微动力除尘器治尘模式，在落料溜槽靠机头一侧安装了一个缓冲箱、两个挡帘箱，在机头、机尾分别安装了一台微动力除尘器。
2.7 筛分破碎环节粉尘治理工艺技术
筛分破碎环节采用折叠式伸缩橡胶防尘带密封+布袋除尘器控尘技术。以跳汰洗选系统筛分车间为例，筛分间共安装2YAH2460型圆振动分级筛4台、ZD3191型等厚直线筛2台、SLG3100×8250型德国申克香蕉筛2台、英国MMD707双齿辊破碎机4台、4条上煤胶带机、4条筛下胶带机、2条刮板机。筛分车间煤尘浓度最高达350mg/m³，是粉尘治理最重要、最突出的区域。振动筛是大型主洗设备，工作中振动筛按一定振幅和频率不断的振动，松散和激活了物料表面的微小粉尘，使这些粉尘以一定的速度和加速度向空间弥漫形成污染。通过理论分析、数学建模、数值模拟全面详细分析筛分机、破碎机及溜槽口的产尘机理，筛分破碎车间粉尘综合治理方案确定为：筛箱与罩盖、末煤漏斗、出料溜槽之间的空隙使用专门设计的折叠式伸缩橡胶防尘带密封，防尘带通过压板压条与箱体固定，形成密封空间，防止煤尘向外扩散。在每台筛分机上设计一台LFD-70型除尘器，负责筛内密封空间形成微负压和除尘任务。破碎机主要是对入口溜槽、出口溜槽的缝隙完全焊接，溜槽与破碎机连接处进行密封来防止煤尘扩散，使破碎腔内的煤尘通过溜槽进入下游胶带机FDG双密封可调拱形导料槽进行处理。
2.8 在振动给料机给料环节粉尘治理工艺技术
对振动给料机采用密封箱（罩）密封堵尘技术。选煤厂共有给料机254台，均为振动式给料机，分别分布在16座毛煤仓下（72+16+24台）、2座毛煤缓冲仓下（8台）、9座产品仓（36台）和2座半地下室槽仓下（34+64台）。每台给料机都是一个重要的尘源点，当给料机工作时，因给料槽的往复振动、落料的不断流动、冲击，在给料机的四周产生煤尘并向外扩散，给生产现场环境带来较大的污染。
对振动给料机部位的粉尘控制，主要采用密封箱（罩）密封措施，即将给料槽上方对应位置制作密封罩盖，密封罩盖与仓口漏斗闸板阀法兰下缘焊接以固定，其边缘焊接法兰，密封罩盖与给料槽用可伸缩折叠橡胶密封条软连接，橡胶密封条两边通过螺丝、压板分别与密封罩盖、给料槽固定。在给料槽出口对应位置制作密封箱，通过焊接固定在胶带机导料槽拱形盖板上，密封箱与给料槽、密封罩盖之间用可伸缩折叠橡胶密封条密封。通过上述措施，在保证密封的同时，既保持给料机工作时的正常振动，又避免和密封罩盖、密封箱造成冲击和影响。作业过程中产生的煤尘随煤流进入胶带机导料槽空间内逐步沉降或被除尘器过滤。
2.9 商品煤装车环节粉尘治理工艺技术
装车过程中采用干雾抑尘技术。在快速装车站的装车溜槽前、左、右三侧安装干雾抑尘喷头，在装车溜槽落下开始溜煤的同时，喷头开始喷雾，瞬间密集喷出的气雾云迅速将车厢与溜槽之间的空隙罩住，将煤尘包围，向上扩散的煤尘颗粒与大量向下喷出的细微水雾颗粒碰撞、粘结，使得粉尘被湿润、过滤、凝聚成团而沉降，从而达到抑尘、降尘、灭尘的目的。
干雾抑尘系统与装车系统联锁，可实现自动控制，根据商品煤的水分、气象、产尘量等情况，可调整喷雾强度和喷雾时间。干雾抑尘系统由螺杆空压机、储气罐、微米级干雾抑尘机、喷雾器（喷雾箱）组件及气、水连接管路、伴热带、电控部分等组成，空压机产生的压缩空气送入干雾抑尘机，驱动声波振荡器，高频声波将水高度雾化，“爆炸”成成千上万个1～10μm大小的水雾颗粒，压缩空气通过喷头共振室将水雾颗粒以雾状方式喷射到产尘点来进行抑尘。
2.10 火车车箱煤炭表面环节粉尘治理工艺技术
在车厢煤炭表面采用喷洒封尘剂固尘技术，即在完成商品煤装车后，通过建在铁路线上的封尘剂自动喷洒装置同时向火车车厢煤炭表面喷洒固化封尘剂，以减少和防止火车在运行过程中，车厢表面的小颗粒煤炭被风吹刷飞扬，造成环境污染、影响隧道内的行车安全、减少煤炭在运输环节的损耗。
固化封尘剂的主要成分为安全环保的玉米淀粉水溶液，喷洒后可在车厢煤炭表面迅速凝固，形成一定厚度和适当强度的板结层，以抑制表面的煤粉在列车高速运行中被风吹走。封尘剂的喷洒装置有摆臂式和升降式两种，准能选煤厂使用的是升降式喷洒装置，主要由喷管、压力泵、支架、升降装置、储液罐、监控探头、感应雷达、电气控制系统、管路阀门、伴热装置、计算机等组成。可通过手动控制或自动控制，实现喷洒压力、喷洒流量、电磁阀开闭、喷管升降等操作，满足各种工况对封尘剂喷洒的需求。
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粉尘综合治理的效果及结论
通过对大型露天煤矿选煤厂生产各环节实施单点源头治理、多方式综合治理、全过程系统治理，使选煤厂各生产现场的煤尘浓度大幅下降，达到或接近国家相关标准规定，通过表1几组数据可略见一斑。神华准格尔能源公司选煤厂通过几年的粉尘治理研究与实践，不但消除了安全隐患，明显改善了现场环境和职工的劳动条件，实现了文明生产，而且，形成了3项专利技术、1项技术成果，“选煤厂粉尘综合治理研究项目”荣获内蒙古自治区2007年度科技进步一等奖，取得了良好的经济效益、社会效益、环保效益，也为煤炭洗选加工企业开展粉尘治理提供了新的思路、方法和成功的工程范本，为治理污染、保护环境、建设美丽矿山提供了有益的借鉴。
神华准格尔能源公司选煤厂的粉尘综合治理实践表明：煤炭洗选企业的粉尘治理必须根据不同的煤源、生产工艺、生产设备、运行工况、产尘环节、现场环境、气象情况等因素科学分析其产尘机理，选择有针对性的、适用的治理工艺技术、方案措施和设备设施，实施单点源头治理、多方式综合治理、全过程系统治理，才能取得理想的效果。
（编辑：安安）
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