济宁二号煤矿治理扬尘建设生态矿井的实践与应用

樊霞

摘要：济宁二号煤矿认真开展矿区大气污染防治工作，积极推进煤炭扬尘治理标准化建设，建设煤场挡风抑尘网、改造喷淋及排水系统、健全各种配套设施和扩大绿色植被面积等相结合，有效降低了煤场扬尘和矿区粉尘，显著改善了矿区及其周边环境。

关键词：生态矿井；煤矿；扬尘防治；防风抑尘网；植被覆盖率

概述

济宁二号煤矿是国家“八五”重点建设项目，隶属于兖州煤业股份有限公司，设计年产400万吨，2003年12月突破600万吨。1997年11月8日建成投产。自建矿以来，济宁二号煤矿始终把环保工作作为关系矿井生存发展的大事来抓，认真履行企业社会责任。2016年济宁市开展大气污染防治“百日攻坚行动”，该矿积极响应号召，严格落实煤炭企业扬尘污染防治各项措施，安装防风抑尘网、建成洗车装置、改造煤场喷淋设施及排水系统，购置洒水车、扫地车、多功能防尘车，修建运煤路（矿外路段）、扩大植被覆盖面积、安装PM10在线监控系统等，矿区煤场扬尘治理得到了显著改观，已打造成为煤场扬尘治理样板化矿井，得到了广泛赞誉和充分肯定，并在全市范围内广泛推广。

一、煤场挡风抑尘网技术的应用

本着"绿色创造未来"的理念，为改善厂区环境，减少煤场损耗，节约资源，对厂区内的煤场实施挡风抑尘网技术，治理粉尘污染。济宁二号煤矿厂区内的煤场共3.7万平方米，结合现场情况对煤场进行统一规划，制定包括第一煤场、第二煤场、第五煤场的扬尘防治方案，构筑了高度为12米、总长度2000米的煤场防风抑尘网。

1.煤场的挡风抑尘网的工作原理

防风抑尘网利用空气动力学原理，按照实施现场环境风洞实验结果加工成一定几何形状的挡风板，并根据现场条件将挡风板组合成挡风抑尘墙，使流通的空气（强风）从外通过墙体时，在墙体内侧形成上、下干扰的气流以达到外侧强风，内侧弱风；外侧小风，内侧无风的效果，从而防止粉尘的飞扬。

2.挡风抑尘网的布局

根据济二煤矿煤场的布局，拟将第一、第二、第五煤场合并为一个煤场进行挡风抑尘墙设置，并在煤场四周设出入口9处。在第一与第二煤场相连处，现场建筑物较密集，所以此处利用原有建筑物进行挡风，不再设置挡风抑尘墙。

2、挡风抑尘墙的组成

挡风抑尘墙主要由钢筋混凝土基础、钢结构支架以及挡风抑尘网三部分组成，其中钢筋混凝土基础为整个挡风抑尘网的最终受力构件，承担着整个挡风抑尘墙的垂直荷载和水平荷载，而钢结构支架则是挡风抑尘墙水平荷载的“传遞”构件，将所有水平风荷载集中后传向基础，同时也是单元挡风抑尘网的支撑和固定构件。

2.1挡风抑尘墙基础

挡风抑尘墙基础采用以下两种形式：

1）独立基础，初步确定基础埋深约2米，基础由下而上依次为垫层、承台、短柱组成，挡风抑尘墙基础间距3米，挡风抑尘墙基础承台平面尺寸为1500*3200（12米支架）。

2）桩基，用于基础施工场地狭窄，独立基础施工没有足够施工空间或开挖独立基础会对原有建筑物、构筑物产生不利影响的位置。例如靠近原有挡土墙，或者靠近建筑物处。桩直径600mm，桩长约10米。基础由下而上依次为桩基、承台、短柱组成，挡风抑尘墙基础间距3米，承台尺寸为1200*1000*700。

2.2钢结构支架

钢结构支架采用空间三格构式结构，一根主柱（安装挡风抑尘网侧）两根副柱，11.5米支架主柱采用Φ89*4.5直缝电焊钢管，两根副柱采用Φ70*3.5直缝电焊钢管；横撑和斜撑采用Φ45*3.0，相邻钢柱之间不联接。

2.3挡风抑尘网

挡风抑尘网采用单元式结构，目前常用的三种板型材料、外形尺寸见图9。本项目拟采用镀锌板冲孔压型后整体进行表面静电喷涂，三波峰板型，基板厚度0.8mm，峰高65mm，长度3m。它具有结构力学和挡风抑尘效果俱佳且连接件少、施工方便、节省材料的特点。

3、挡风抑尘网的连接与固定方式

为了最小程度减少对挡风抑尘网表面涂层的破坏，挡风抑尘网之间采用搭接连接，相邻单元板之间采用2～3个镀锌螺栓联接，同时强度较高。

钢结构立柱上安装挡风抑尘网的一侧焊接“T”型钢，作为固定挡风抑尘网的支座，挡风抑尘网采用不锈钢自攻钉直接固定在“T”型钢支座上，每块挡风抑尘网设6个自攻钉。

二、煤场及运煤路喷淋设施及排水系统改造

1、喷淋设施改造

按济宁市煤炭局下达的《关于在煤场进行智能喷淋监管系统试点的函》要求，完成了矿储煤场（含冲车装置）智能喷淋监管系统改造建设，安装固定式旋转喷淋装置15套，购置了高压雾炮，每天定时定量对煤场进行循环降尘作业，从现场数据采集，物联网无线传输，到中心服务器监管平台实时记录前端喷淋设备的状态（每天喷淋的次数，每次喷淋的时长，每次的喷水量，每天总喷淋量及喷水量和喷水时间的统计分析等），实现了煤炭局实现对矿区扬尘治理喷淋情况的监管监督。

2、排水系统的改造

煤场及运煤路均重新修建了排污沟、集水池等排水设施。在煤场及运煤路周围挖设了1900余米排水沟和4个沉淀池，将喷淋降尘污水回抽至矿水处理系统处理后再次循环利用，从根本上解决了北运煤公路冲洗水二次污染的问题。

三、建立健全防尘治理的主要配套设施

1、新建运煤公路

对原运煤排矸路面进行平整压实，建成了长345米、宽32米的新运煤路，总硬化面积达到17725平方米，道路两侧设置排水沟及冲洗路面装置，实现了路面动态保洁，解决了矿主运煤路施工进展缓慢造成的运煤车辆扬尘问题。

2、新建2座标准洗车台

在煤场出口处新运煤路制作了2座标准洗车台，对所有出矿车辆进行喷淋冲洗。

新运煤路洗车台冲车系统与普通洗车台的相比不仅增加了变频控制和备用水泵，确保运行可靠性，还增加限时装置，确保运输车辆保质保量冲洗。同时建立车辆冲洗检查及车辆出矿检查台账，明确监督责任，加强运煤、排矸车辆管理，严控装车量和物料封闭运输，确保运输过程中不洒落。endprint

3、购置清扫、抑尘车辆等设备

购置1辆道路清扫车、1辆道路清洗车和1辆多功能抑尘车，对矿区开展不间断循环清扫洒水。制定了《矿区车辆洒水降尘管理制度》，各种环保作业车辆每天对工广区和运煤道路进行循环道路清扫和洒水降尘，对矿内主运煤路全面冲洗，做到路见本色，有效降低了道路扬尘。

4、全面加强防尘设施的动态监控，在煤场区域范围安装摄像头7个和PM10在线监控系统，形成了立体无死角监控，全天候掌握煤场抑尘情况。

四、增加绿化面积，提高植被覆盖率

增加绿化面积，加大植被覆盖率，也是治理矿区扬尘的较理想有效的方法。为进一步提高煤矿及周边扬尘治理效果，济宁二号煤矿结合实际，对储煤场及矿周边环境进行了集中整改，制定了矿区绿化植树降尘实施方案，并按照方案逐步进行实施。

为了节约开支，保证方案实施质量，该矿开展了工广区大清理、大整治活动，组织机关后勤人员3600余人次进行义务劳动，对800余吨矿区积存建筑垃圾和工业垃圾进行了清理。对矿区裸露空地进行清理、回填、种植，2年内对新建运煤路及煤场周围30000平方米裸露区域进行了清理、绿化，建植三叶草草坪、四季青草坪及马蹄金草坪26000㎡，栽植灌木12万余株、乔木300余株。

通过植树造林扩大绿色植被面积可以有效降低风速、增加空气湿度，增加了吸尘抑尘的作用，很大程度上降低了大气污染。

五、取得的成效

2016年以来，结合矿井实际該矿制定了“先防尘，再降尘，动态管控，扬尘污染治理实现‘7个100%和‘十有五无目标”。本着“先防尘、再降尘、全面监督、全部考核”原则，编制了适合该矿自身扬尘治理的技术导则，分别从“防风抑尘网建设，围挡覆盖范围，生产环节密闭要求及场地道路硬化方面”规范了矿区防尘；从“矿区煤场道路固定式喷淋，移动式清扫、喷洒、冲洗及绿化带种植”规范了矿区降尘；从“PM10在线监控系统安装运行，煤场、运煤路视频全覆盖监控，煤场、运煤路全岗位职责修订，扬尘综合防治设备设施全系统完善，职能科室全天候值守巡查督办”的方面健全了动态管控。导则的制定标志着该矿扬尘综合防治工作已形成系统性、规范化、标准化。市煤炭局在该矿导则基础上进一步提标，扩展其适用范围和标准要求，形成了全市煤炭行业煤场、矸石堆场扬尘治理工作技术导则，在全市范围内广泛推广。

参考文献：

[1]洁净煤技术与矿区大气污染防治，煤炭工业出版社，1998.endprint