长距离输煤管道项目职业病防护设施设计

田达理

摘要：根据职业病危害预评价结果，该输煤管道项目被确定为职业病危害较重的新建项目。通过对我国第一条长距离输煤管道项目中各生产场所可能产生的职业病危害因素进行分析，从总平面布置、建筑厂房设计、防尘、降噪减振、防暑防寒以及应急救援等方面进行针对性的防护设施设计，从而使危害因素接触限值达到或低于国家规定。该设计对我国长距离输煤管道技术行业具有示范性意义。

关键词：输煤管道 职业病 防护设施 危害因素 设计

中图分类号：R134       文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）06（b）-0000-00

Design of Occupational Disease Prevention Facilities for Coal Slurry Transportation Pipeline Project

TIAN Dali

（Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group， Wuhan， Huibei Province， 430064 China）

Abstract：  According to the pre evaluation results of occupational hazards， the coal slurry transportation pipeline project is determined as a new project with heavy occupational hazards. Based on the analysis of the possible occupational hazard factors in the first long-distance coal slurry transportation pipeline project in China， the targeted protective facilities are designed from the aspects of general layout， building plant design， dust prevention， noise reduction and vibration reduction， heatstroke and cold prevention and emergency rescue， so as to make the exposure limit of hazard factors reach or lower than the national regulations.

Key Words：  Coal slurry transportation pipeline; Occupational disease; Prevention facilities; Hazard factors; Design

輸煤管道技术是将具有一定粒度分布的煤粉和水的混合物采用高压煤浆泵通过管道从首端接力泵送至终端目的地的一种新型运输方式[1]。

由于某煤炭基地南运通道基本趋于饱和，拟在该区域建设输煤管道来分担部分煤炭运量，以缓解铁路运输的压力，且该输煤管道工程直接连通了煤炭、化工两个产业链，对煤炭稳定供应、化工稳定生产起到保障作用，该项目是目前全世界设计运量最大（10.00 Mt/a）、运距最长（约735 km）的输煤管道工程，它的建成将是我国第一条长距离输煤管道。

1 主要生产工艺

输煤管道工程一般可分为三个系统单元：首端系统单元、泵输系统单元和终端系统单元。

首端系统单元：原料用煤取自某矿井选煤厂，工艺用水采用矿井水。制浆储煤仓上原料煤配仓采用带式输送机+犁式卸料器配煤工艺，煤浆制备采用“一段破碎—湿法棒磨—安全检查筛分”的直流式制浆工艺方法。

泵输系统单元：泵输工艺系统采用各泵站密闭接力输送的方式，将合格煤浆连续不断地输送到管道的终端用户。制浆系统制出的合格煤浆首先通过首端场站内的喂浆泵送入安全环路，煤浆经过安全环路检测合格后进入首端泵站的输送主泵，由主泵加压后将合格煤浆密闭输送到2号泵站。煤浆进入2号泵站后，再经2号泵站内主泵加压输送到3号泵站，以此类推经过5级泵站加压后最终输送到管道终端。

终端系统单元：合格煤浆输送到管道终端后首先进入储罐区域，再由储罐分配到3个煤化工用户和向附近电厂供应动力煤的脱水车间。脱水车间采用选煤厂煤泥脱水常规方法进行脱水处理，得到脱水煤和水。

该项目的公用工程及辅助设施包括变电站、变配电室、供水系统、水处理系统、锅炉房、控制系统、办公楼、食堂、浴室及消防设施等。

该项目年运煤量10.00 Mt，运距735 km。其中供应煤化工用户6.00 Mt/a，动力煤用户4.00 Mt/a。

项目劳动定员为520人，实行四班三运转制，年操作天数为330 d，每天24 h。

2  职业病危害因素识别与分析

根据职业病危害预评价结果，该输煤管道项目被确定为职业病危害较重的新建项目[2]。预评价结果指出本项目建成后各单元可能产生的职业病危害因素主要有以下三类。

（1）粉尘：煤尘、电焊烟尘、砂轮磨尘、其他粉尘（助凝剂、絮凝剂）。

（2）化学性有害因素：二氧化氮（NO2）、锰化合物、臭氧（O3）、硫化氢（H2S）。

（3）物理性有害因素：噪声、电焊弧光、工频电场、电离辐射。

项目建成投产后，全线主要采取密闭输送方式，管道常年埋于地下，平时只做线路巡检维护。当遇到非正常工况，如管道破裂，需要进行抢修工作时，相关职业病危害因素和防治措施与建设期相同。

该项目工作环境中可能存在的有害因素主要为巡检环境高温及低温、室内通风量不足、潮湿低温、工作面照度不足、主控室的视屏作业等。

3  职业病防护设施设计

3.1设计依据

《某煤业股份有限公司输煤管道项目初步设计说明书》《中华人民共和国职业病防治法》《建设项目职业病防护设施设计专篇编制导则》《建设项目职业病防护设施设计专篇编制要求》《工业企业设计卫生标准》《工业企业噪声控制设计规范》等有关建设项目职业卫生、职业病防护等方面的政策、法律、法规、规范文件[3-6]。

3.2总平面布置

该项目共有9座场站，包括1座管道首端场站、1座管道终端场站、4座中間加压泵站、3个煤化工用户终端、1座首端供水泵站。根据项目特点，选取管道首端场站重点论述。

管道首端场站共分为三个片区，其中办公生活区为洁净厂区，位于场地东南角;储煤、制浆及煤浆输送系统属于轻污染区域，位于场地西部;变电所、蓄水池、供水泵房、锅炉房等辅助设施根据污染情况分布于场地东西两侧。场地总体做到根据卫生状况分开布置。其中职业卫生重点防护建筑为粉尘污染的破碎车间、制浆车间、锅炉房;废气污染的生活污水处理站;噪声污染的主泵房。主要人流聚集地为食堂、宿舍及办公楼区域。破碎车间、制浆车间、锅炉房布置于工业场地最西侧，距东部首端食堂及宿舍综合楼为150 m以上;生活污水处理站布置于锅炉房西侧，距泵站食堂及宿舍综合楼为350 m以上;首端主泵房位于场地中部，距泵站食堂及宿舍综合楼为80 m以上;其他建（构）筑物之间距离一般大于20 m，建筑之间防护间距均满足职业健康相关要求，各系统独立成区，污染设施周围均设置有较宽阔的绿化隔离带，能够满足相关粉尘、废气、噪声等污染防治隔离要求。

3.3 建筑厂房设计

主厂房等大型厂房采用砼排架结构，屋盖为大型钢屋架。带式输送机栈桥采用大跨度钢桁架结构，楼面采用压型钢板与现浇混凝土组合楼板。办公楼、转载点、驱动机房等采用框架结构，现浇钢筋混凝土楼板、屋面板、钢筋混凝土柱下独立基础。供水、喂浆泵房等小型厂房采用砌体结构，现浇屋面板，素混凝土条形基础。

3.4 防尘设施设计

首端系统单元防尘主要包括生产工艺系统除尘、生产场所地面除尘、工业场地道路及硬化路面除尘。

生产工艺干雾除尘用水以及道路洒水、生产系统地面冲洗用水由回用的工业场地生活污水、冲洗废水供给。工业场地设置有一座污、废水处理站。

在煤流运输过程中，煤流在输送转载点易产生煤尘。近年来，我国煤炭行业新发尘肺病比例约占全国42.41%～65.12%[7]，粉尘防治已成为煤矿企业职业病防治的重点。为保护工人的身体健康，提高劳动生产率，设计考虑对制浆前有煤尘产生的地方及工艺环节应尽量加以密闭，再辅以喷雾抑尘。在原煤仓下、1#转载点、制浆出煤仓上、下、3#转载点、破碎车间、制浆车间等处设置超声雾化除尘器。

破碎机产尘量较大，灰尘运动速率高，采用超声冲量除尘器，设计在破碎机上方落料位置均匀布置六至八个超声冲量共振头，共振头喷出水雾，在破碎机上方形成水雾屏障，阻断灰尘向外扩散;同时在喷射口后方形成负压，借助引风管将后段粉尘卷吸到喷射口位置处，循环净化。

皮带机头、落料点以及振动筛等处设置超声雾化除尘器，在以上位置安装密封集尘罩，同时在机体缝隙处安装软密封材料，积尘罩上部均匀布置超声雾化共振头，共振头喷射水雾，水雾与粉尘在密封环境中结合吸附，从而实现粉尘的降除，除尘效率大于90%。

泵输系统单元除尘水源由处理后的生活污水供给，不足部分由生活水补充。在泵输系统喂浆泵房、主泵站地下管廊等处设置足够的冲洗卷盘箱，定时对楼面进行清洗，清除地面的煤尘。

终端系统单元道路洒水、生产系统地面冲洗用水由煤泥废水处理站供给，水源为处理后的脱水系统溢流水已经回用冲洗废水。

3.5 降噪、减振防护设计

根据WHO / ILO《工作相关疾病和伤害负担联合估计》的报告，职业接触噪声可能引起心血管疾病、脑卒中和高血压[8]，而在本项目职业病危害因素中，噪音广泛存在于各个单元之中，因此作为防护设计的重点。

3.5.1 总平面布置及绿化降噪措施

（1）总平面布置将生产高噪声的设备集中布置，生产区与办公区分开布置，辅助生产区与办公区周围进行绿化，减少噪声污染。

（2）在高噪声车间周围、场区道路两侧种植灌木、乔木和林带绿化，起到阻止噪声传播的作用。在场地内空地及办公区布置花坛、种植草坪美化环境，起到阻挡噪声传播和吸声的作用。

3.5.2 带式输送机噪声防治

首端、终端场站使用带式输送机设备较多，运行中的带式输送机是来煤系统和脱水系统重要的噪声来源。带式输送机在低带速运行过程中，噪声不大，但随着带速增高，噪声明显增大，沿整机长度方向呈弥漫性发出。

对此，对带式输送机设计和使用采取以下措施：（1）在设备选型计算时，尽量降低带式输送机设计速度;（2）设备选型选择噪声低、运行安全可靠的先进设备;（3）加强轴承润滑，尽快更换损害轴承，排除轴承损害引起噪声的可能;（4）转载点配备隔声罩;皮带栈桥墙面及门窗采用隔声材料，有效阻隔声音的传播途径。

3.5.3 破碎车间噪声及振动防治

破碎车间中的破碎机及附属设施是来煤系统重要的噪声来源。破碎机将带式输送机输送来的0～50 mm的来煤破碎到0～6mm，以满足下一工艺环节对物料粒度的要求。对此，对破碎机设计和使用采取以下措施：（1）在设备选型时，选用噪声低的新型破碎机械;（2）扩大投料口，投料口加宽后对声音有阻隔作用;（3）机器下加橡胶、机器加润滑油，减少自身噪声;（4）破碎机设置减振平台，可以有效减小设备的振动。

3.5.4制浆车间噪声及振动防治

棒磨机是首端场站制浆系统主要的噪声来源。来煤系统0～6 mm的来煤与工艺水在棒磨机内磨制一段时间后，得到一定浓度的煤浆产品。棒磨机使用的研磨介质是材质为65 Mn的钢棒。棒磨机设备在添加钢棒后，不投料运行的情况下，钢棒撞击棒磨机衬板，噪声较大。

对此，对制浆车间设计和使用采取以下措施：（1）棒磨机设备选型优先考虑运行可靠，噪声低的先进设备。（2）棒磨机设备设计采用独立基础，可有效降低设备振动。（3）设备接触部分采用橡胶垫圈。（4）棒磨机添加钢棒后不允许在不投料的情况下运行设备。（5）棒磨机投料量大于同规模化工项目，物料量的增加可以有效降低设备运行期间的噪声。

3.5.5 泵输车间隔膜泵噪声及振动防治

泵输车间要设备是往复式活塞隔膜泵，设备在运行过程中将产生噪声及振动。

对此，对泵输车间设计和使用采取以下措施：（1）隔膜泵控制采用远程集中控制，运行过程中采用巡检方式。（2）主泵房集中控制室观察窗采用双层中空玻璃的塑钢窗与生产车间进行隔断，有效防止噪声的传播。（3）控制室采用隔声地板及隔声门窗，有效防止噪声的传播。（4）隔膜泵设置独立基础，有效的减小振动，同时隔膜泵基础底板侧面与土壤接触设一层橡胶减震材料。

3.5.6 脱水车间噪声防治

脱水车间是终端系统单元主要的噪声来源。脱水工艺采用沉降过滤式离心机回收管输煤浆中粗颗粒，煤泥水浓缩后经压滤机回收管输煤浆中细颗粒。离心机、压滤机、搅拌桶及离心泵等运行过程中将产生机械噪声。设计和使用采取以下措施：（1）选用性能好、运转平稳、质量可靠的低噪音设备。（2）采用集中控制系统进行设备操作，降低噪声接触时间。（3）设置隔音墙、消声设施，阻隔噪声的传播途径。

3.6 防暑、防寒设施设计

防暑方面：锅炉及供热系统供回水管道、分、集水器、烟道等易造成烫伤高温表面，均要求保温;保温材料为玻璃棉管壳。保温层厚度30～60 mm。隔热后设备外表面温度未超50 ℃。以上设备采取保温措施后能够最大限度地吸收热辐射、减少散入车间工作地点的热量，降低高温、热辐射对劳动者的影响。另外，锅炉房设置控制室，操作人员主要通过控制室内的控制台对锅炉运行进行控制，定时巡检。在产生大量余热余湿的房间，设置机械通风。办公楼及集控中心、变电所控制室、食堂等对温度要求较高的房间设分体空调。

防寒方面：凡经常有人工作、休息及生产工艺对室温有要求的建筑物均设置供暖，有条件的情况下采用集中供暖。

对于煤仓、制浆车间等高度较高的建筑，设计设置热水供暖增压机组以满足煤仓、制浆车间顶部等高区建筑的供暖需求，增压机组设置在首端工業场地新建的锅炉房内。热水供暖系统采用设在锅炉房内的补给水泵定压。

供暖方式主要采用上供下回同程式系统，部分建筑采用上供下回异程式系统。首端场站散热设备均选用承压能力较好的钢制柱型散热器。主泵房、喂浆泵房供暖设计考虑选用GS型暖风机辅助供暖。

3.7 其他防护措施

（1）工频电场防护措施：降低辐射源;控制接触距离;屏蔽辐射源;遵守操作规程;加强个人防护;卧室内尽量少布置用电器，尽量少用床头灯，不用电子节能灯作台灯，尽可能与用电器及电源线拉开距离。

（2）防紫外辐射：电焊时主要产生电焊烟尘、锰及其化合物和电焊弧光三种职业病危害因素，其中，电焊弧光可引起电光性眼炎、电光性皮炎和紫外线白内障三种职业病[9]。电焊工应佩戴具有通风过滤功能的头盔式电焊罩，焊接时必须有人在场监护，佩戴电焊面罩防止紫外线对眼和面部的损伤;四季均要穿长袖上衣，长裤和隔热阻燃鞋，以防电光性皮炎，也可防止紫外线对眼和面部的损伤以及减少电焊烟尘和锰及其化合物的危害。

（3）接触酸碱防护：在污水处理站、锅炉房等接触酸碱地点，设置洗手池，作业人员配发个体防护用品。

3.8 应急救援设施设计

该项目可能导致急性职业损伤的危害事故主要为：硫化氢、二氧化氯等有毒有害气体的中毒及窒息;采暖供热过程中造成的高温中暑和烧灼伤。可能造成急性职业损伤的危害事故场所主要为：各污水处理站等。

生产指挥机构同时行使应急救援机构职能。值班地点设在调度室。人员组成同职业危害防治工作领导小组。发生事故时，应立即按应急救援预案启动事故救援。

监测监控系统执行24 h值班制度，值班人员在调度中心，确保及时做好应急处置工作。

应急救援机构配有专业救护人员，根据技术防护人员人数配备一定数量的空气呼吸器等供气式或便携式的呼吸防护用品，并配有灭火器、手套、防爆照明、担架等救护装备。

储煤仓、缓冲煤仓等存在有毒有害气体的场所设有监测报警装置，传感器为本质安全型。其中瓦斯等传感器是主要监测设备[10]，该系统所选择的瓦斯传感器具有性能稳定、监测数据准确、精确度高、具备就地显示、声光报警、断电功能，检修、维护、更换方便。

设置有毒气体检测报警仪的工作地点，宜采用固定式，当不具备设置固定式的条件时，应配置便携式检测报警仪。应安装维护方便，不影响行人和行车。建立安全测控仪器检修室，负责安全测控仪器的调校、维护和维修工作，应按规定对传感器定期调校，保证监测数据准确可靠。

4 结语

长距离输煤管道技术应用在我国刚刚起步，设计和生产尚不完全成熟，此类项目“点多线长”，需重点防护的生产车间、岗位类型繁多，应根据国家和地方对职业病防治的法律、法规及标准的要求，结合项目实际特点，采取科学有效、经济合理的防护措施将危害因素接触限值达到或低于国家规定。项目投产后应合理调整工作制度，减少工人持续接触有害因素的时间，并加强个人防护，加强监督管理，确保职业病防护用品正常、有效使用，以应对可能发生的职业病风险。

参考文献

[1]于新胜，陈益滨.管道输煤技术应用现状及展望[J].煤炭工程，2020，52（5）：1-4.

[2]李美琴，徐丹丹，王伟，等.某煤业股份有限公司管道输煤项目职业病危害预评价[J].中国卫生工程学，2017，16（3）：268-271.

[3]中华人民共和国卫生部.工业企业设计卫生标准：GBZ 1—2010[S].北京：人民卫生出版社，2010.

[4]国家安全监管总局职业健康司.建设项目职业病危害预评价报告编制要求：ZW-JB 2014-004[S].北京：人民卫生出版社，2014.

[5]国家安全生产监督管理总局.建设项目职业病防护设施设计专篇编制导则：AQT4233-2013[S].北京： 煤炭工业出版社，2013.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.工业企业噪声控制设计规范：GB/T50087-2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[7]胡涛. 陕西煤矿企业粉尘防治管理风险研究[D].西安：西安科技大学，2020.

[8]TEIXEIRA L R，PEGA F，DZHAMBOV A M，et al.The Effect of Occupational Exposure to Noise on Ischaemic Heart Disease，Stroke and Hypertension：a Systematic Review and Meta-analysis from the WHO/ILO Joint Estimates of the Work-related Burden of Disease and Injury[J]. Environment International，2021，154：106387.

[9]楊彬珧，王恰，汪永忠，等.电焊作业对工人健康的影响及相关因素分析[J].工业卫生与职业病，2022，48（2）：97-100.

[10]葛彬.回采工作面内多个煤仓通过方式的研究与实践[J].科技创新与应用，2019（11）：130-131.