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一节能、减排
一、概述
矿井既是能源生产单位,又是能源消耗大户。随着机械化、自动化及电气化程度的不断提高,能源消耗也将相应增加。因此,节约能源、提高能源利用率、降低能耗,对增加社会供给,提高矿井经济效益有着重要的意义。
该矿井设计生产能力为150kt/a。矿井达到设计生产能力时,。
为了节约能源,设计对各主要生产环节采取了相应措施,优先选用节能效果好的设备,采用先进的节能工艺。
设计中认真贯彻执行《节约能源法》和国家计委计资源(1991)350号文关于颁发《煤矿节约能源若干规定(试行)》的通知以及国家计委计资源(1992)1959号文的精神,并以上述文件为依据编写本节内容。
二、井下开采
1、合理集中生产、减少层组和工作面数目是井下节能的一项重要措施
在一定的生产能力下,同时生产的层组和工作面数目越少,相应的配套设备、生产人员和辅助人员(如运输、通风和维修等)也会减少,提高了全员工效。从而可以达到节约能源的目的。
根据矿井生产能力,结合初期采区的煤层赋存条件。为了实现集中生产、节约能源、提高经济效益的原则,在技术可靠的基础上,矿井移交达产时,设计确定利用一个机采工布置作面来保证矿井的生产能力。同时,两个掘进工作面来保证矿井的生产能力的接替。
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2、选用节能的设备
在设备选型上,考虑了设备型号与设计能力相匹配,尽可能选用低能耗,高效率的采掘设备。
3、减少巷道通风阻力,降低通风能耗
减少巷道风阻可以降低通风电耗。设计尽量选择通风阻力系数较好的支护方式,如锚喷等,锚喷巷道要求采用光面爆破技术掘进,通风巷道的设计风速均在《煤矿安全规程》、《煤矿安全规范》的允许范围内,在巷道布置方面尽量使相交巷道平滑过渡,以减少局部风阻。
4、提高煤炭资源回收率
设计中尽量选用先进的回采机械及工艺,提高煤炭资源回收率,以减少煤炭损失。
三、机电设备
1、提升设备
主井采用JK-×2/30型单绳缠绕式提升机,电动机选用250kW系列交流电动机拖动;副井采用JK-×,电动机选用280kW系列交流电动机拖动;二段主井采用JKB-×2/30型单绳缠绕式提升机,电动机选用160kW系列交流电动机拖动;二段主井皮带采用STJ800/2*75型胶带输送机,电动机选用150kW系列交流电动机拖动。以上设备均装备变频调速电控系统,提高了系统运行效率,电耗低,系统可靠。
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2、通风设备
矿井通风机通过方案比较,选用两台FBCDZ-6-№20/2×160型矿用防爆抽出式轴流通风机。
3、矿井排水设备
经计算,矿井一段排水设备选取具有高效节能的150D-30×10型水泵三台,二段选取MD85-45×4型水泵三台。
4、电气设备
地面变电所设S9-800/6/。正常情况下,两台同时运行。可保证当一台变压器故障时,另一台变压器满足全矿井地面低压用电设备负荷的用电需要。
一段井底中央变电硐室选用KBSG-T-315/10/,KBSG-500/10/。一台故障时可保证井下全部负荷用电。
厂区、车间、办公室等公共场所的照明,采用晶体管高效节能灯具,井下采用隔爆节能型荧光灯照明,减少电能损耗。
四、总平面布置及工业与民用建筑
1、总平面布置
为了节约能源,改善工作环境,场内建筑物尽量南北向布置,充分利用阳光的照射,增加室内采光,提高室内温度,以减少采暖消耗的能源。分区明确,布置紧凑,减少各种车辆的运行距离,变电所尽量布置在负荷中心,以减少线路损耗。
2、工业与民用建筑
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为了贯彻国家有关节约能源的政策,建筑物的屋面、门窗保温,在设计上进行了改革。
工业建筑优选适用承重、保温好及自重轻的泡沫混凝土预制块代替传统的粘土砖作为框架结构填充墙,以达到节能目的。
对于主要建筑物,在节能设计方面也采取了措施。采用保温性能好的370mm砖混结构墙体,以及传热系数低、封闭性能好的双层密闭塑钢窗,为节能创造了条件。
五、给排水及采暖通风设备
1、给排水设备
给排水设备均选用节能型产品。利用沉淀处理后的矿井排水作为井下消防火、除尘、洒水用水,生活污水经处理后可用于绿化,充分利用水资源,节约了资源及能源。
2、采暖通风设备
该矿井由设在工业场地的锅炉房集中供热、采暖,节约了资源消耗,并减轻了对环境的污染。
工业场地室外热力管网采用地沟敷设方式和性能优良的保温材料,以降低热能损失。在井筒防冻方面,本设计在通风机、加热器型号和台数的选择方面考虑了调节方便,节约资源的措施。
六、综合利用
煤炭资源的开发不可避免地带来一系列的环境问题,但如果能从系统工程的观点出发,对矿井排放的废弃物采取综合利用措施,就能实现把煤炭开发带来的环境资源损失降至最低,实现经济效益、社会效益、生态环境效益三者的统一。
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该矿井在设计中,充分考虑了资源的综合利用,对矿井井下排出的矿井水进行沉淀净化处理,作为矿井消防及井下洒水用水,节约了水资源;地面矸石定期拉至矿区公路进行修补。
二环境保护与水土保持
环境保护
一、概述
1、主要污染源及污染物
矿井开发对环境有影响的主要污染源有:矿井排水、生活污水、工业场地各种车间的工业废水、锅炉烟尘、矸石堆的扬尘,煤炭加工运输产生的粉尘及主要噪声源、绞车房、扇风机房、压风机房、坑木加工房及各种车间的强噪声设备。
(1)大气污染源
该矿大气污染源主要是锅炉排烟和原煤储运过程中的扬尘。地面生产系统产生扬尘的环节主要包括翻煤站、储煤场以及汽车运输。储煤场容量为4kt。
工业场地锅炉燃料为该矿原煤,锅炉大气污染物产生情况见表。
锅炉房烟气污染物产生量估算
表15-1
项目
时间
排放量(kg/h)
浓度(mg/Nm3)
烟尘
SO2
烟尘
SO2
采暖期




非采暖期




(2)水污染源
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该矿矿井水产生量预计约为720m3/d,矿井水处理后作为井下消防洒水、地面绿化浇地,恢复生态环境之用。
(3)固体废弃物
固体废弃物主要有矸石和生活垃圾。建井期矸石产生量为50kt;生产期每年矸石产生量约为40kt;生活垃圾量较少。
(4)噪声污染源
工业场地噪声主要来源于矿井通风机房、提升机房、坑木加工房、锅炉引风机房。设备噪声源大部分是宽频带的,且多为固定、连续噪声源。交通噪声主要是排矸道路噪声,运输产生的噪声源主要为线性、间断噪声源。设备噪声在90~110db之间。
2、资源开发利用可能引起的生态变化
随着煤层的开采,地表不可避免发生沉降、甚至出现塌陷现象,煤炭开采可能引起土地破坏和荒芜的问题。井田范围内自然植被较少,生态环境较脆弱。该矿井生产会改变局部地形、地貌,破坏部份植被。疏排地下水,对生态环境产生一定影响。
3、设计采用的环境保护标准
(1)环境质量标准
空气环境:采用《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中的二级标准;
水环境:采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的III类标准、《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中的III类标准;
声环境:采用《城市区域环境噪声标准》(GB3096-2008)中的3
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类标准。
(2)污染物排放标准
污水:执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准;
噪声:执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GBl2348-2008)中的II类标准。
锅炉:《锅炉大气污染物排放标准》(GBl3271-2001)二类区标准。
固体废物:《一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)。
二、污染的防治措施
1、大气污染防治措施
(1)锅炉大气污染防治措施
工业场地锅炉房锅炉烟气选用除尘效率达93%的多管除尘器处理,经除尘后的烟尘及S02度均能满足《锅炉空气污染物排放标准》GB13271-2001之二类区标准要求。烟气最后经几何高度为25m,出口内径Φ450mm的烟囱外排,锅炉房大气污染物的排放情况详见下表。
锅炉房烟气经处理后污染物排放量估算
表15-2
项目
时间
排放量(kg/h)
浓度(mg/Nm3)
林格曼等级
烟尘
SO2
烟尘
SO2
采暖期




<1
非采暖期




<1
(2)煤炭储运大气污染防治措施
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在翻煤站、溜煤口和储煤场安装洒水装置用于防尘;硬化运煤车辆进出道路,控制运煤汽车的满载程度,并采用帆布覆盖,减少扬尘污染。
2、水污染防治措施
矿井污、废水主要来源于矿井井下排水、工业场地一般生产、生活污废水。
(1)井下排水治理措施
矿井涌水主要污染物为SS、COD,水指标预计如下:SS=150mg/l、BOD5(140mg/L)、CODcr(310mg/L)。井下排水经沉淀处理后达到《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426—2006)中的一级标准后,可用于井下消防洒水和地面工业用水。
(2)工业场地一般生产、生活污废水治理措施
工业场地污、废水主要来自民用建筑,属于典型的生活污水。主要污染物为SS、COD、BOD、油脂、洗涤剂等,对其处理后直接排放。
3、固体废物处理
根据地形特点和煤层开采引起地表移动变形的情况,确定建井期矸石与生产期间排弃的矸石用于修筑道路和填垫塌陷坑。用作填充材料时,应将其分层压实并覆土,选择适宜当地气候、生态条件植物进行绿化。设生活垃圾集中存放点,防止随意倾倒。
4、噪声污染防治措施
(1)工业噪声污染防治措施
煤矿在生产过程的许多环节上的机械产生工业噪声,大部分超过了国家规定的标准。为了改善工作环境,保护职工的身心健康,主要从噪声声源、传播途径和个人保护三个方面对其进行防治。
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①选用零部件加工精良、结构合理的低噪声设备;
②对震动较强、噪声超标的设备如压风机房等设备安装消声装置,以降低噪声污染;
③在工业场地及建筑物周围植树,种植防尘隔声林带;
④对生产人员采取有效的劳动保护措施,在产生强噪声场所内为工人佩带耳塞、耳罩、防护头盔等个人防护用品,防止噪声对人体的危害。
(2)交通噪声污染防治措施
交通噪声主要是汽车等运输行驶产生的。
汽车运输行驶时产生的噪声对工业场地有一定的影响,为进一步加强对噪声污染的防治,在工业场地内汽车禁止鸣喇叭,且限速行驶。
通过上述噪声污染防治措施,厂界噪声符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GBl2348-2008)中的二类区标准。
5、绿化
加强厂房及生活区周围、场区空地、塌陷复垦区、临时储煤场以及道路两侧的绿化,改善矿井所在区域生态环境。
三、地表塌陷的治理
设计对塌陷区采取复垦措施、利用固体废物填垫塌陷坑,分层压实后覆土绿化。这样塌陷坑得到治理,同时减少了矸石堆放对井田所在区域土地资源的占用和破坏。塌陷区的复垦主要考虑用作绿化用地,该矿没有多余的矿井水。在可能产生塌陷的地点树立醒目的警示标志,防止发生意外事故。
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四、机构设置及专项投资
为加强该矿环境保护管理工作,建议设置1~2名兼职人员负责本矿的环境管理和设备维护工作。
第二节水土保持
一、区域水土流失情况
地形地貌以低山丘陵为主,地面坡度不大,区域稳定性较好,区内地层虽以不同粒级的砂岩为主,但岩石胶结程度较好。在自然状态下,不会发生水土流失情况。
二、项目主要水土流失影响因素分析
该矿井影响水土流失的主要因素包括矿井建设占地、施工、地表移动变形和煤矸石排弃。
(1)矿井建设占地是不可避免的,矿井建设占地及场地施工易引发侵蚀。
(2)采矿引起地表移动变形可能造成塌陷及其它灾害。该矿井采用井工开采,地下采空区形成后地表产生塌陷,从而加剧井田范围的水土流失程度。
(3)排弃的煤矸石处理不当易引发水土流失和安全问题。
(4)疏排地下水可能破坏地下水平衡。