煤礦節(jié)能減排技術(shù)措施探討

郭高川

（煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001）

煤礦節(jié)能減排技術(shù)措施探討

郭高川

（煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030001）

針對現(xiàn)在煤炭行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀，分析了煤礦行業(yè)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到管理整個(gè)過程中，節(jié)能減排需要注意的問題及措施。

煤礦；節(jié)能減排；綜合利用

近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速增長，但也浪費(fèi)很多資源。因?yàn)槲覈^去和現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)模式是以能源的高消耗為基礎(chǔ)的，這種狀況與目前的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理、增長方式粗放相關(guān)。煤炭工業(yè)是我國的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，煤炭生產(chǎn)占一次能源生產(chǎn)的76.8%，煤炭消費(fèi)業(yè)占一次能源的69.3%，煤炭行業(yè)是國家確定的9個(gè)重點(diǎn)高耗能行業(yè)之一和污染排放嚴(yán)重的行業(yè)之一。

1 我國目前煤炭行業(yè)的節(jié)能減排現(xiàn)狀

我國煤炭行業(yè)在國家政策支持和煤炭企業(yè)的努力下，煤炭行業(yè)節(jié)能減排取得明顯成效。原煤生產(chǎn)能耗電耗下降不少，污染物（二氧化硫和COD）排放有所下降，礦井水的重復(fù)利用率明顯提高，滿足條件的礦山建立了礦井瓦斯抽放系統(tǒng)，瓦斯不用直接排空、而是得到充分利用。從現(xiàn)在看，成績是做出了些，但是差距還很大；因?yàn)槲覀円郧暗母鞣矫妗扒穾ぁ碧?，歸納起來分析如下：

1）我國煤炭行業(yè)基礎(chǔ)工作比較欠缺，能源消耗的計(jì)量設(shè)備、相應(yīng)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還沒有，具有一定技能水平的工作人員很少，能源計(jì)量工作很難開展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，假如通過加強(qiáng)有效的節(jié)能管理，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)的直接能源消耗10%左右的節(jié)能潛力。

2）技術(shù)水平低。多年來，各個(gè)煤礦主要通過改擴(kuò)建來擴(kuò)大規(guī)模，加大開采力度，加快煤炭生產(chǎn)。相當(dāng)一部分煤炭企業(yè)的自主創(chuàng)新和科研能力還較薄弱（甚至沒有），只是礦務(wù)局的國營煤礦具備一些自主創(chuàng)新能力，但是也很不夠。多種原因?qū)е履壳案鱾€(gè)煤礦高耗能設(shè)備多，生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)工作人員的業(yè)務(wù)和專業(yè)知識水平不高，科研技術(shù)創(chuàng)新能力和解決實(shí)際生產(chǎn)問題能力缺乏，私營煤礦更是欠缺（甚至沒有）。所以煤炭行業(yè)中的節(jié)能減排技術(shù)還有很大潛力可以挖掘。

3）管理水平落后。煤炭企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人或者法人代表，只注重煤炭企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)能力，而不關(guān)心煤炭企業(yè)的節(jié)能措施甚至沒有節(jié)能意識。現(xiàn)在，好多煤炭企業(yè)的管理還是較粗放的模式，也還沒有設(shè)置負(fù)責(zé)節(jié)能減排的管理部門，即使有節(jié)能減排的管理部門，也沒有專職的節(jié)能減排管理人員及相應(yīng)的管理崗位責(zé)任制度，現(xiàn)有許多煤礦的生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)和其他生產(chǎn)配套系統(tǒng)明顯不匹配，并且長期以來沒有對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理優(yōu)化及修改完善。不少機(jī)電、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等設(shè)備超期服役，設(shè)備老化、效率低下、能耗增大。

2 煤礦節(jié)能減排的技術(shù)措施

煤礦節(jié)能減排的主要思路是：要從源頭做起，節(jié)能減排思想要充分融入到煤礦的設(shè)計(jì)理念中。按照煤礦科學(xué)合理地設(shè)計(jì)，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，再從建設(shè)和生產(chǎn)中進(jìn)行全過程控制。

2.1 從煤礦設(shè)計(jì)的理念上要充分考慮節(jié)能減排要求

設(shè)計(jì)要符合清潔生產(chǎn)要求，盡可能地選用保證煤礦安全生產(chǎn)的、成熟的清潔生產(chǎn)技術(shù)、工藝和設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)工藝做好對“三廢”及共伴生資源、余熱、廢氣等資源綜合利用，根據(jù)現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)水平對不能綜合利用的，必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)排放。

2.2 煤礦設(shè)計(jì)方面需要注意的問題

1）地質(zhì)構(gòu)造對開采的影響。煤礦開采特別是井工開采，區(qū)域內(nèi)及井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造對井田布局很重要，特別是井田內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造分布情況，直接影響到開拓布局的合理性。所以要加強(qiáng)地質(zhì)勘探的精確度和準(zhǔn)確性，還要開展地質(zhì)的勘探研究和創(chuàng)新，推動(dòng)地質(zhì)勘探、高精度三維地質(zhì)構(gòu)造勘探等現(xiàn)代高精度裝備研究，這樣才可提高煤炭開采效率，也可使煤炭開采安全保障程度提高，也為促進(jìn)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供地質(zhì)技術(shù)保障。

2）煤層賦存條件對開采的影響。煤層間距影響到開拓水平的劃分，以及煤層厚度、穩(wěn)定性、可采性的影響。要優(yōu)化開拓布置，減少井巷工程量。除服務(wù)年限較長的水平主要大巷和硐室外，一般不采用巖石巷道?？茖W(xué)合理確定掘進(jìn)斷面，推廣巖巷光爆錨噴、煤巷錨網(wǎng)、錨梁等主動(dòng)支護(hù)工藝。選擇合適采煤方法，嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)程，減少煤矸石的產(chǎn)生量。

沒有大起沒有大落的時(shí)候，許峰打來了電話，她當(dāng)時(shí)差點(diǎn)兒把電話摔了，是啊，有電話號碼啊。可是她自己都不明白，她那么想念，卻沒有想過給許峰打個(gè)電話，或發(fā)條短信。

3）水文條件、采空區(qū)對開采的影響。水文地質(zhì)條件的復(fù)雜與否，直接影響到礦井的開拓布局及開采方法的選擇。采空區(qū)的范圍大小、賦存情況、采空區(qū)是否充水，直接影響到開拓布局，特別是影響到巷道布置及工作面安排。加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)研究工作，提高對礦井水文地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識，做好礦井涌水的前期勘探和測量。進(jìn)行礦井開采設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮：如何減少對地下水資源的影響和破壞，必要時(shí)要進(jìn)行特殊的保水開采設(shè)計(jì)，要有配套可行的礦井水處理系統(tǒng)和綜合利用方案。

4）工業(yè)場地。工業(yè)場地位置對煤礦的節(jié)能減排是很重要的。工業(yè)場地應(yīng)選擇在便于礦井供電、給水、運(yùn)輸。要充分利用地形，使地面生產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)場地總平面布置及地面運(yùn)輸合理。一般主井位于工業(yè)場地。主井主要是把地下開采的煤炭運(yùn)輸出地面，合理的主井位置的可以節(jié)省很多人力、財(cái)力、物力，減少很多能耗。合理規(guī)劃工業(yè)廣場內(nèi)供熱供暖建筑的布局，優(yōu)先利用煤矸石、煤泥來發(fā)電，綜合利用電廠排出的余熱，推行集中供熱替代分散供熱，有條件的地區(qū)可采用太陽能、地?zé)岬确绞焦┡?。礦區(qū)其他聯(lián)合建筑及生活區(qū)的建筑，必須按照建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5）礦井開拓布置。合理確定井筒的形式、數(shù)量及其配置；合理確定開采水平數(shù)目和位置；合理布置大巷、井底車場及主要硐室；科學(xué)合理地確定礦井開采銜接順序。合理優(yōu)化礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，礦井盡量實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集中化，生產(chǎn)系統(tǒng)簡單化，運(yùn)輸連續(xù)化。

6）提升系統(tǒng)。煤礦提升運(yùn)輸系統(tǒng)起著很重要的作用，它的運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用在生產(chǎn)成本中占相當(dāng)大的比重。因此合理配置生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備及合理組織運(yùn)輸工作，對提高煤炭產(chǎn)量、降低煤炭生產(chǎn)成本、提高勞動(dòng)效率及節(jié)能減排有重要作用。煤礦設(shè)計(jì)中要盡可能地簡化礦井提升設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)。

7）通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)要維持在其性能的最佳效率點(diǎn)附近運(yùn)行，淘汰機(jī)械式閘閥調(diào)壓調(diào)量。選用性能比高的空氣壓縮設(shè)備，合理選擇管口直徑，采用可靠技術(shù)和方法進(jìn)行連接，減少管網(wǎng)接口處跑、冒、滴、漏。低瓦斯礦井進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時(shí)應(yīng)采用電動(dòng)液壓設(shè)備。優(yōu)先選用電子調(diào)速和集中控制、具有內(nèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的膠帶輸送機(jī)，下運(yùn)膠帶輸送機(jī)宜利用位能啟動(dòng)。

8）供電系統(tǒng)。礦井變電所設(shè)計(jì)，選擇主變壓器容量一定要科學(xué)合理，要使電力變壓器三相負(fù)載保持平衡，負(fù)載分配也要科學(xué)合理。礦井的供配電系統(tǒng)一定要布局合理，盡量減少縮短配電范圍半徑，減少線網(wǎng)上的電能、熱能損耗。礦井機(jī)電設(shè)備負(fù)荷變化大的，應(yīng)該優(yōu)先采用變頻等調(diào)速技術(shù)，調(diào)節(jié)無功功率，提高功率因數(shù)。條件具備時(shí)，宜用動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和就地?zé)o功補(bǔ)償，礦井平均功率因數(shù)不得低于0.9。

9）監(jiān)控系統(tǒng)。煤炭企業(yè)應(yīng)普及電能監(jiān)控信息技術(shù)，各個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)和重要部位建立遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)測煤礦各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是否正常運(yùn)行，以及電耗、能耗等重要運(yùn)行參數(shù)。

2.3 從煤礦綜合利用方面的措施

1）提高煤炭利用效率。煤炭企業(yè)應(yīng)以煤炭資源利用效率最大化為目標(biāo),對特殊的、稀缺煤種要進(jìn)行合理的有計(jì)劃的進(jìn)行開采。加快建設(shè)大型坑口電廠的步伐，積極倡導(dǎo)煤炭深加工產(chǎn)業(yè)的延伸發(fā)展，推動(dòng)煤炭上下游產(chǎn)業(yè)合理開發(fā)，促進(jìn)煤炭能源就地轉(zhuǎn)化成其他高效資源。

2）綜合利用。鼓勵(lì)煤炭企業(yè)綜合利用煤矸石發(fā)電，并且采用高效潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)和設(shè)備，從而降低發(fā)供電的能耗；采取高效的節(jié)能減排技術(shù)和措施，爭取做到污染物零排放。鼓勵(lì)煤炭企業(yè)周遍的企業(yè)充分利用礦井水，保護(hù)地表水及地下水的水資源，實(shí)現(xiàn)礦井水達(dá)標(biāo)排放，最好實(shí)現(xiàn)礦井水零排放。

2.4 加大對礦山開采技術(shù)及設(shè)備的科研投入

1）推動(dòng)礦山綠色開采技術(shù)。引導(dǎo)和鼓勵(lì)煤炭企業(yè)因地制宜選擇適合自己本身的技術(shù)、方法、工藝，實(shí)現(xiàn)煤炭資源綠色開采；支持煤炭企業(yè)經(jīng)常優(yōu)化礦井自身生產(chǎn)系統(tǒng)，減少井巷工程掘進(jìn)量，合理確定巷道掘進(jìn)斷面，研究和發(fā)展以矸石換煤和矸石充填綠色開采技術(shù)，從而減少煤矸石的排放量，積極推行煤礦綠色開采技術(shù)的創(chuàng)新。

2）結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件，加大對特種設(shè)備的研發(fā)力度。煤炭企業(yè)自身或與高校及科研院所合作，加強(qiáng)對煤礦綜采設(shè)備搬遷和輔助運(yùn)輸機(jī)械化關(guān)鍵裝備技術(shù)的研究，特別是對復(fù)雜地質(zhì)條件下、薄煤層、超薄煤層、難采煤層的安全高效開采關(guān)鍵技術(shù)裝備的攻關(guān)研究，提高礦井開采的機(jī)械化程度和效率。

2.5 生產(chǎn)單位需要加強(qiáng)監(jiān)督管理和落實(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

要求

嚴(yán)格按照核準(zhǔn)（審批）的煤礦建設(shè)規(guī)模進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。新建、改擴(kuò)建項(xiàng)目設(shè)計(jì)要有節(jié)能減排專題篇章。要把能耗作為項(xiàng)目審批、核準(zhǔn)和開工建設(shè)的前置條件，把排污總量指標(biāo)作為建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和環(huán)評審批的前置條件。所有系統(tǒng)、裝備、設(shè)施選型，必須嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范及有關(guān)規(guī)定，并選用經(jīng)過能效認(rèn)證的安全、高效、節(jié)能、環(huán)保設(shè)備。

3 結(jié)束語

節(jié)能減排對企業(yè)來說是很重要的，任務(wù)是很艱巨的。所以要求從每個(gè)職工做起，每個(gè)部門都要引起重視。特別要引起公司管理層主要領(lǐng)導(dǎo)的特別注意，要把企業(yè)的節(jié)能減排納入業(yè)績考核當(dāng)中。這樣更有利于節(jié)能減排工作有效地落實(shí)。

本文闡述了煤礦企業(yè)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到管理應(yīng)該注意的節(jié)能減排的主要方面，希望把這些方面做好和考慮到，爭取把煤礦節(jié)能減排工作做得更好。

[1]徐永圻.煤礦開采學(xué)[M].江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

[2]田取珍，史鵬飛，孫惠民.采礦系統(tǒng)工程學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

[3]張少波.煤礦能耗現(xiàn)狀分析及節(jié)能技術(shù)發(fā)展方向[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009（5）：83-89.

Discussion of Energy Saving and Emission Reducing Technology in Mines

GUO Gao-chuan
(Taiyuan Institute of Design and Research of Coal Industry,Taiyuan Shanxi030001)

For the present state of energy saving and greenhouse gas emission reducing in coal industry,the paper analyzes the problems and the measures of the whole process in coal industry from design to production and to management.

mines;energy saving and emission reducing;comprehensive utilization

F407.1

A

1672-5050（2011）03-0021-03

2010-12-10

郭高川（1978—），男，山西臨汾人，本科，工程師，從事煤礦設(shè)計(jì)、巖層控制及礦山建設(shè)監(jiān)理工作。

劉新光