对煤矿节能减排措施的浅析
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摘 要: 近年来的实践表明,在煤矿建设和生产中,依靠科技进步,根据具体的地质采矿条件,采用适用的新技术、新工艺、新装备,并加强生产管理,可以达到效果较为显著的节能减排。
关键词:煤矿;节能；优化减耗;
中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：
1概述
下文论述了煤矿节能减排的必要性;根据煤矿的特点,全面探讨了煤矿设计、建设与生产中的主要节能减排措施。
2 主要节能措施
211 采用先进的、适应井田地质条件的采煤方法及采煤工艺
能做到节能的采煤方法和工艺应该是:采区及工作面回采率高,回采工效高,工艺简单,动力、材料消耗量低,巷道掘进率低,等等。
1)缓倾斜煤层应优先选用壁式(包括长壁、短壁)采煤法。
2)急倾斜煤层应优先考虑选用伪倾斜柔性掩护支架采煤法。
3)条件适宜时应尽可能一次采全高。
4)特厚煤层在确保有合理的回采率的前提下,优先考虑选用综采放顶煤开采。
5)规模较大的露天矿宜采用综合开采工艺。
6)开采有煤与瓦斯突出的煤层时,应首先考虑开采保护层。
2.2 优化生产系统
煤矿生产时刻在消耗着能源,生产系统是否简单可靠,生产环节的多少,将直接决定着生产系统的节能与否。因此,生产系统必须优化,并处于高效运行状态。
1)条件适宜时,应采用中央边界式、对角式、分区式通风,以缩短通风线路长度,降低矿井通风负压。
2)降低通风阻力,包括摩擦阻力和局部阻力;提高通风设施的维护质量,以减小漏风。
3)井下胶带输送机运煤系统中,转载点、搭接处宜考虑设置缓冲溜煤眼,从而减小煤流下游胶带输送机的型号。
4)当大巷煤炭运输采用胶带输送机时,井下箕斗装载统应布置在井底车场水平之上,以降低立井提升高度,减小箕斗撒煤清理工作量。
5)地面原煤生产系统应减少转载、折返,特别应尽量减少煤炭落地;考虑生产中出现非正常情况而需煤炭落地时,设计应设返煤系统。
2.3 优选煤矿主要设备
煤矿主要设备是煤矿生产中的主要耗能大户,合理选型、使用它们,是煤矿生产节能的重要措施之一。煤矿主要设备选用的总原则是:技术先进,系统可靠,效率高,工况合理。
1)大型矿井主井提升、特别是功率超过2000kW的提升机应采用同步电机拖动,交)直)交变频供电;一般副井提升机可采用低速直流电机直接驱动。
2)特大型立井提升, 1套提升设备能满足要求的,不能装备2套提升设备;尽量不采用带平衡锤的提升系统,特别是要杜绝2套都是带平衡锤的提升系统。
3)矿井通风机应优先采用轴流式通风机,所选风机应具备调整叶片角度和风机调速等功能,有条件的应采用电力电子调节和液压风叶调节技术。
4)选用绝热和容积效率高、功率低的空气压缩设备;同时,应合理选择管径,采用可靠连接,减少管道漏气。
5)采用高效的辅助运输设备,条件适宜时可采用胶轮车;在难以采用/一条龙0连续运输且无煤(岩)与瓦斯突出的矿井,进风大巷辅助运输宜采用架线式电机车运输。
2.4 矿井供配电
矿井供配电系统中的节能是最直接、有效的节能,可采取以下措施:
1)当矿井井田范围大、生产能力大时,应优先考虑采用110kV供电, 10kV直接下井。
2)单机功率为200kW及以上的设备,宜采用6kV及以上高压供电。
3)合理布局配电系统,井上下所有配电变电所(一般为6kV或10kV变电所)均应尽量设在负荷中心。
4)采取诸如谐波滤波、调节功率因素、动态或就地无功补偿等各种有效措施,提高电网功率因数。
5)应用电能监控信息系统技术,实时监测企业的电能消耗等参数,统筹调度用电负荷,努力进行削峰填谷,做到经济运行。
2.5 原煤洗选
积极发展动力煤入洗,高硫、高灰动力煤必须全部入洗。中、高灰份的商品煤,应就近使用,尽量减少长途运输。
2.6 供热供暖
供热供暖优先利用低热值综合利用电厂余热。锅炉房应尽量位于负荷的中心。
2.7 工业场地竖向布置
工业场地竖向布置应充分利用地形,满足建(构)筑物之间生产联系对高程的要求。自然地形坡度大于4%,或受洪水危害的高填方工业场地,宜按台阶式布置,局部地段可采用重点式布置。
2.8 矿井工程施工
矿井建设中,通过选用合理的施工方法及工艺,优化工程开工时序,统筹处理临时和永久工程的关系,也可以获得节能效果。
1)深厚含水、砂层表土的井筒宜采用钻井法施工,因其省电、井壁质量好、材料消耗省、用人少,而达到节能效果。
2)采用立井开拓的矿井,主、副立井井筒中至少应安排一个井筒采用落地式提升、利用永久井架凿井。
3)优化用电量较大的工程开工时序,减少用电设备数量和高峰用电量。
4)合理安排地面永久建筑及设施的建设时间,使之为施工过程所利用,以减少大型临时工程、减少施工占地。
3 主要减排措施
3.1 妥善处理矸石
矸石是煤矿的主要固体废弃物,应妥善处理或利用,才能收到较好的减排效果。
1)纯岩矸石(俗称白矸):¹积极探索将矸石在井下充填采空区。º将矸石排放到废弃不用的巷道内。»用于沿空留巷作巷旁充填材料。
2)半煤岩矸石和水洗矸石:¹作为低热值燃料综合利用电厂的燃料。优先选用单机容量1315万kW及以上的高效循环流化锅炉机组;º用于烧结空心砖、轻骨料等新型建材以及生产煤矸石水泥。
3)此外,纯矸或无上述利用价值的煤矸石还可用于充填采煤塌陷区,造地复田。
3.2 瓦斯利用
抽采的瓦斯应尽量加以利用,减少瓦斯排空量。当瓦斯浓度大于30%应予以利用,包括用于居民生活用气、锅炉改造用气。此外,瓦斯量充足时还可用作瓦斯发电机组的燃料,目前,已有利用浓度低于30%的瓦斯发电的工程实例。
瓦斯抽采利用系统必须与矿井同时设计、同时施工、同时投入生产。
3.3 减少矿井水排放
矿井水是煤矿主要排放物之一,可以采取以下减排措施:
1)减少开采或掘进产生矿井涌水,包括留设防水煤柱、保水采煤、带压开采、注浆后掘进等。
2)对井下排水进行合理处理,尽量加以利用,减少排放量。
3.4 选煤厂减排
1)中、高硫煤必须全部入洗,通过洗选最大限度地降硫。
2)选煤用水应实行闭路循环。
3)煤泥应作为低热值燃料综合利用电厂的燃料。
3.5 锅炉房烟气治理
采用多管旋风脱硫除尘器、花岗岩水浴除尘器等装置,减少烟尘和二氧化硫的排放量。
3.6 煤矸石、煤泥电厂减排
采用炉内固硫和高效除尘设备,炉内固硫达不到要求的,必须进行烟气脱硫。
4 既节能又减排的主要措施
4.1 采用平硐开拓或综合开拓
条件适宜时采用平硐开拓,可达到井巷工程量省,运输系统简单、方便,实现自然排水;条件适宜时采用综合开拓,如主斜井、副立井开拓;立井暗斜井开拓等,都能比单一开拓方式节省井巷工程量,有利于提升、通风、排水等。
4.2 实行上、下山开拓
煤层倾角16b以下,其他条件适宜时,应实行上、下山开拓,它能减少开采水平个数,实现集中生产、减少开拓工程量,减少煤炭垂直方向上的折返运输。
4.3 采用分区式开拓
在获得相同总建设规模的前提下,井田面积大的特大型矿井采用分区开拓,要比采用多个小井田开拓,总井巷工程量省,占用设备少,运输、通风、排水能耗低。
4.4 采用倾斜长壁采煤法
煤层倾角12b以下,其他条件适宜时,应采用倾斜长壁采煤法,省去上(下)山环节,减少设备占用,运输、通风距离短,巷道工程量小。
4.5 采用沿空留巷的无煤柱开采
条件适宜时采用沿空留巷,可提高煤炭资源回收率;减小回采巷道掘进量;并可利用井下矸石用于巷旁充填护巷;保留下来的巷道由于处在采场固定支承压力的降低带,巷道维护相对容易。从而实现节能减排。
4.6 露天开采尽快实现内排
优先选用移动坑线开拓,对矿田进行合理的采区划分,并按合理的开采程序进行开采,以便降低基建剥离量、尽快形成内排土场实现内排,这是露天煤矿既节能又减排的重要措施之一。
5 结 语
总之,节能减排要采用适用、高效的采煤方法,要提高煤炭回采率,要减少井巷工程量,要采用先进、合理的工程施工方法和工艺,要选用先进、效率高的机电设备,要简化系统、减少环节、使生产系统时刻处于高效运行的状态,要保水、减少出矸,并充分利用不可避免的矿井水、煤矸石。从而实现煤矿的节能减排,取得良好的建设效益,促进煤炭工业节约、清洁、安全和可持续发展。