隨著我國(guó)煤炭開采技術(shù)水平的不斷提高，單礦井煤炭產(chǎn)量大幅度提高，地面煤倉(cāng)的倉(cāng)容體積也隨之不斷加大，煤炭地面儲(chǔ)存成為從井下開采到地面加工、洗選、銷售過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，煤炭地面儲(chǔ)存方式大多為圓筒形煤倉(cāng)儲(chǔ)存，煤炭仍向封閉的地面煤倉(cāng)釋放大量瓦斯，特別是一些高瓦斯礦井，煤倉(cāng)瓦斯積聚超限現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；煤炭在入倉(cāng)、放倉(cāng)過程中產(chǎn)生大量粉塵，一方面，呼吸性粉塵吸入肺部可引起塵肺病，嚴(yán)重影響工人的身體健康，另一方面，粉塵都具有爆炸性，當(dāng)粉塵顆粒達(dá)到濃度時(shí)會(huì)引起爆炸，嚴(yán)重威脅著及洗煤廠的生產(chǎn)，威脅著工人的人身，給工作環(huán)境和生活環(huán)境帶來的危害。煤倉(cāng)內(nèi)粉塵和瓦斯的治理問題日漸突出，并時(shí)有此類事故發(fā)生。國(guó)內(nèi)各洗煤廠大都采取了相應(yīng)措施，例如，淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司望峰崗選煤廠工程技術(shù)人員經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察，在煤倉(cāng)頂安裝一臺(tái)隔爆軸流式風(fēng)機(jī)，向煤倉(cāng)內(nèi)灌入大量空氣，在原煤倉(cāng)頂部安裝一個(gè)630mm、高12m的瓦斯排放管；也有企業(yè)采用軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械抽排風(fēng)的措施；晉城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司成莊礦洗煤廠采用倉(cāng)壁開孔、加裝自然通風(fēng)管和優(yōu)化通風(fēng)管路等技術(shù)手段解決倉(cāng)內(nèi)瓦斯集聚問題。對(duì)于煤倉(cāng)內(nèi)粉塵的治理這多采用安裝導(dǎo)料槽，落料點(diǎn)密閉，配合除塵器機(jī)械除塵方式措施，或采用對(duì)揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行噴霧的方式實(shí)現(xiàn)粉塵的治理和無組織排放。

上述針對(duì)煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯和粉塵的治理措施在運(yùn)行過程中都取得了較好的效果，但仍然存在能耗高、性差、氣體排放不達(dá)標(biāo)等問題，特別是瓦斯抽排過程中，廢氣攜帶大量粉塵直接排入大氣，且煤倉(cāng)一般位于廠區(qū)內(nèi)顯著位置，嚴(yán)重影響環(huán)境和文明生產(chǎn)形象。所以在煤倉(cāng)粉塵和瓦斯治理方面仍有待進(jìn)一步研究、應(yīng)用和推廣。

1.煤倉(cāng)內(nèi)粉塵及瓦斯產(chǎn)生原因分析

經(jīng)多座選煤廠的調(diào)查反映，煤的外在水分大于7%時(shí)，很少有煤塵產(chǎn)生，另外，從《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤炭工業(yè)選煤廠設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行來的情況看，按此指標(biāo)設(shè)計(jì)能夠符合環(huán)境保護(hù)要求。因此，以外在水分7%作為設(shè)計(jì)除塵裝置的分界線。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)煤炭進(jìn)開采出地面后，在輸送過程中水分流失，外在水分一般在7%以下，易產(chǎn)生揚(yáng)塵。煤炭經(jīng)膠帶運(yùn)輸上倉(cāng)，再由配煤膠帶直接落入倉(cāng)內(nèi)，物料量大，落差大，在進(jìn)倉(cāng)過程中倉(cāng)內(nèi)空氣受到擠壓向動(dòng)，與下落的物料相對(duì)沖，使物料散化，物料落入倉(cāng)頂產(chǎn)生沖擊氣流也隨之上升，隨著倉(cāng)內(nèi)物料增多，倉(cāng)內(nèi)氣壓升高，大量含塵氣流從卸料口向外涌出，因此煤倉(cāng)內(nèi)成為嚴(yán)重的產(chǎn)塵點(diǎn)之一。

另外，煤炭在從地下開采出來以后，特別是透氣性差，瓦斯吸附的煤種，仍會(huì)不斷釋放吸附狀態(tài)瓦斯，在倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)存過程中，瓦斯不斷在儲(chǔ)煤位與倉(cāng)頂之間的空間內(nèi)積聚，極易濃度超限，或從落料口排入倉(cāng)頂建筑內(nèi)，造成隱患。

2.現(xiàn)有技術(shù)措施的不足

針對(duì)煤倉(cāng)內(nèi)粉塵和瓦斯的治理，現(xiàn)階段大部分采用的都是安裝機(jī)械通風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制性的將倉(cāng)內(nèi)粉塵和瓦斯抽出排放，同時(shí)還裝設(shè)瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯電鎖閉、風(fēng)電鎖閉等保護(hù)，或者采用粉塵治理和瓦斯治理兩套系統(tǒng)，分別獨(dú)立運(yùn)行，這些措施控制了事故的發(fā)生，但仍存在問題。

（1）通風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，難免會(huì)發(fā)生故障，系統(tǒng)性不強(qiáng)，檢修期間若瓦斯及粉塵濃度超限，系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)存在隱患。

（2）倉(cāng)內(nèi)粉塵經(jīng)通風(fēng)機(jī)抽出后，未經(jīng)過濾處理，直接排入大氣，排放濃度不達(dá)標(biāo)，容易造成環(huán)境污染，且排放口一般都位于項(xiàng)目顯著位置，嚴(yán)重影響整體環(huán)保形象和文明生產(chǎn)，該問題在現(xiàn)有運(yùn)行系統(tǒng)中為突出。

（3）風(fēng)機(jī)不間斷運(yùn)行，電能消耗較大，不節(jié)能，且噪音大，影響周邊環(huán)境。

（4）雙系統(tǒng)治理措施系統(tǒng)復(fù)雜，投入較高，且有時(shí)2套系統(tǒng)還存在相互干擾，達(dá)不到理想效果。

3.倉(cāng)頂式布袋除塵器治理粉塵瓦斯措施

針對(duì)系統(tǒng)中存在的問題，考慮利用倉(cāng)頂式布袋除塵器來對(duì)倉(cāng)內(nèi)粉塵和瓦斯進(jìn)行同時(shí)治理，達(dá)到、穩(wěn)定、、環(huán)保的目的。

3.1袋式除塵器除塵原理

布袋除塵器除塵原理運(yùn)用過濾機(jī)理，是重力、篩濾、慣性碰撞、吸附效應(yīng)和擴(kuò)散與靜電吸引等各種力的綜合效應(yīng)。當(dāng)含塵氣流經(jīng)濾料時(shí)，比濾料空隙大的粉塵顆粒，在重力作用下沉降，或在慣性作用下被濾料擋住；比濾料空隙小的微粒，由于和濾料發(fā)生碰撞或被濾料纖維吸附，停留在濾料表面和空隙中，并形成附著在濾料上的一次塵，用來過濾后來的二次塵，即用粉塵過濾粉塵，從而提器的除塵效率。布袋除塵器的除塵過濾原理如圖1所示。在此過程中，瓦斯氣體隨氣流一并排出。

3.2綜合治理粉塵瓦斯措施整個(gè)系統(tǒng)主要由氣體檢測(cè)系統(tǒng)、倉(cāng)頂袋式除塵器、式風(fēng)機(jī)、放空管及風(fēng)帽組成。

煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯及粉塵大量聚集在倉(cāng)體頂部，倉(cāng)頂落煤口面積有限，不利于自然排出，所以在倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)允許位置預(yù)留倉(cāng)頂袋式除塵器安裝位置，除塵器與倉(cāng)體預(yù)留口做密閉處理，放空管通至室外。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，倉(cāng)內(nèi)瓦斯及粉塵一起從除塵器底部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，含塵氣體通過除塵器內(nèi)濾料過濾后，經(jīng)式風(fēng)機(jī)排出，除塵效率≥，排氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；濾料上的積塵，在倉(cāng)內(nèi)瓦斯和粉塵濃度正常的情況下，定期進(jìn)行清理。

式風(fēng)機(jī)安裝于倉(cāng)頂合理位置，或與除塵器集成安裝，風(fēng)機(jī)風(fēng)量按照煤倉(cāng)容積每小時(shí)換氣0．5～1．0次計(jì)算，風(fēng)壓按克服整個(gè)系統(tǒng)阻力計(jì)算，并留有余壓；除塵器選型按照風(fēng)量計(jì)算，濾料過濾風(fēng)速為2．0～3．5m3/min。風(fēng)機(jī)可與除塵器集成布置，也可安裝在屋面或室內(nèi)樓板上，風(fēng)機(jī)安裝做減震處理；風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)與煤倉(cāng)生產(chǎn)系統(tǒng)和氣體監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，也可單獨(dú)控制；物料進(jìn)倉(cāng)時(shí)，除塵器與膠帶輸送系統(tǒng)同時(shí)工作，不配倉(cāng)時(shí)，除塵器與瓦斯傳感器聯(lián)動(dòng)控制，瓦斯?jié)舛冗_(dá)到設(shè)定限值時(shí)，除塵器風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，達(dá)到值時(shí)系統(tǒng)停止運(yùn)行，便于日常管理。

倉(cāng)內(nèi)保持負(fù)壓狀態(tài)，煤炭入倉(cāng)時(shí)，室外空氣通過落料口隨煤炭一起進(jìn)入，及增加了倉(cāng)內(nèi)新鮮空氣量，又減少了落料點(diǎn)的揚(yáng)塵產(chǎn)生。在條件允許的情況下，倉(cāng)頂可設(shè)備用系統(tǒng)，當(dāng)一套系統(tǒng)檢修時(shí)，另一套系統(tǒng)可正常工作，提高系統(tǒng)的性。

4.應(yīng)用實(shí)例

該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于礦井、選煤廠倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中，取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。其中山西潞安集團(tuán)李陽(yáng)煤礦選煤廠設(shè)計(jì)年洗選能力1.80Mt/a，選煤廠設(shè)置一座直徑22.0m原煤筒倉(cāng)，倉(cāng)體高度27.8m，設(shè)計(jì)儲(chǔ)煤力能10kt。煤倉(cāng)上部設(shè)兩條原煤配倉(cāng)膠帶，倉(cāng)下采用帶式給料機(jī)排料，倉(cāng)頂設(shè)置4個(gè)落料口。原設(shè)計(jì)中，在倉(cāng)頂設(shè)有兩臺(tái)FBDC抽出式局部通風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)量245～380m3/min，單臺(tái)耗電功率11kW，運(yùn)行后，倉(cāng)內(nèi)瓦斯?jié)舛纫恢北３衷谡Ｋ剑L(fēng)機(jī)排風(fēng)口粉塵濃度較大，達(dá)不到排放要求，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行改造后，將原有通風(fēng)機(jī)拆除，更換為2臺(tái)LNGM-CD型倉(cāng)頂脈沖袋式除塵器，單臺(tái)處理風(fēng)量6800m3/h，風(fēng)機(jī)采用風(fēng)機(jī)，單臺(tái)耗電功率4kW。投入運(yùn)行后，倉(cāng)內(nèi)瓦斯?jié)舛缺３终Ｋ剑棚L(fēng)口粉塵濃度大幅降低，達(dá)到環(huán)保排放要求。

該技術(shù)在諸多項(xiàng)目應(yīng)用中有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯?jié)舛瓤刂疲曳蹓m排放濃度達(dá)到相關(guān)規(guī)定要求，大幅增強(qiáng)了礦井的生產(chǎn)。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間縮減，機(jī)械損耗和電力成本大為降低。

（3）由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間縮短，也會(huì)減少由于風(fēng)機(jī)故障（如葉片變形、松曠導(dǎo)致的摩擦火花等）引發(fā)的瓦斯和粉塵事故。

（4）日常維護(hù)、定期檢修成本下降。

（5）效益，該系統(tǒng)為積極主動(dòng)型系統(tǒng)，以預(yù)防為主，超標(biāo)報(bào)警即時(shí)處理為輔，大限度地了瓦斯和粉塵超標(biāo)事故的發(fā)生。

（6）環(huán)境效益，場(chǎng)內(nèi)的粉塵經(jīng)除塵器過濾，除塵效率≥，排氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；落料口為負(fù)壓區(qū)域，揚(yáng)塵擴(kuò)散到倉(cāng)頂建筑人員作業(yè)區(qū)域，了工人的職業(yè)健康。

5.結(jié)語(yǔ)

倉(cāng)頂式布袋除塵器綜合治理粉塵瓦斯系統(tǒng)具有，安裝施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。煤倉(cāng)瓦斯和粉塵同時(shí)治理，一方面使倉(cāng)內(nèi)粉塵瓦斯?jié)舛鹊陀谙拗担硪环矫媸箽怏w排放含塵濃度滿足大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)與煤倉(cāng)生產(chǎn)系統(tǒng)和氣體監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，也可單獨(dú)控制，便于日常管理，值得各煤炭企業(yè)大力推廣。隨著煤倉(cāng)技術(shù)的不斷發(fā)展及的出現(xiàn)（如煤倉(cāng)充氮惰化技術(shù)、煤倉(cāng)技術(shù)等），倉(cāng)頂式布袋除塵器綜合治理粉塵瓦斯系統(tǒng)應(yīng)有針對(duì)性的進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其普遍適用性。