第五组XXXX煤炭开采和洗选行业

1、. 煤炭开采和洗选业大气污染情况报告PAGE ：.；PAGE 33煤炭开采和洗选行业编写成员：林俊敏、张星、李欢旋、 吴艳、崔志刚、田勇、杨杨华南理工大学2021年12月目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc311802828 一、行业概略 PAGEREF _Toc311802828 h 3 HYPERLINK l _Toc311802829 1.1行业情况分析 PAGEREF _Toc311802829 h 3 HYPERLINK l _Toc311802830 1.1.1行业定义 PAGEREF _Toc311802830 h 3 HYPERLINK l

2、_Toc311802831 1.1.2行业分类 PAGEREF _Toc311802831 h 3 HYPERLINK l _Toc311802832 1.1.3行业在国民经济中的位置和作用 PAGEREF _Toc311802832 h 4 HYPERLINK l _Toc311802833 1.2煤炭根本信息 PAGEREF _Toc311802833 h 5 HYPERLINK l _Toc311802834 1.2.1煤炭资源储量 PAGEREF _Toc311802834 h 5 HYPERLINK l _Toc311802835 1.2.2我国煤炭资源区域分布 PAGEREF _T

3、oc311802835 h 6 HYPERLINK l _Toc311802836 1.2.3主要煤炭消费供应情况 PAGEREF _Toc311802836 h 6 HYPERLINK l _Toc311802837 1.2.4 我国煤炭进出口量 PAGEREF _Toc311802837 h 8 HYPERLINK l _Toc311802838 1.2.5 我国煤炭消费量与消费去向 PAGEREF _Toc311802838 h 10 HYPERLINK l _Toc311802839 二、煤炭开采与洗选技术 PAGEREF _Toc311802839 h 12 HYPERLINK l

4、_Toc311802840 2.1我国煤炭开采技术研讨浅析 PAGEREF _Toc311802840 h 12 HYPERLINK l _Toc311802841 2.1.1 浅埋深、硬顶板、硬煤层高效综采技术 PAGEREF _Toc311802841 h 12 HYPERLINK l _Toc311802842 2.1.2长壁开采技术 PAGEREF _Toc311802842 h 12 HYPERLINK l _Toc311802843 2.1.3 深矿井开采技术 PAGEREF _Toc311802843 h 13 HYPERLINK l _Toc311802844 2.1.4 “三

5、下采煤技术 PAGEREF _Toc311802844 h 13 HYPERLINK l _Toc311802845 2.1.5 巷道优化开采技术 PAGEREF _Toc311802845 h 13 HYPERLINK l _Toc311802846 2.1.6 绿色开采技术 PAGEREF _Toc311802846 h 14 HYPERLINK l _Toc311802847 2.2.我国煤炭主要洗选工艺 PAGEREF _Toc311802847 h 14 HYPERLINK l _Toc311802848 2.2.1 跳汰洗煤工艺 PAGEREF _Toc311802848 h 14

6、 HYPERLINK l _Toc311802849 2.2.2重介质选煤工艺 PAGEREF _Toc311802849 h 15 HYPERLINK l _Toc311802850 2.2.3浮游选煤工艺 PAGEREF _Toc311802850 h 15 HYPERLINK l _Toc311802851 2.3. 煤炭洗选工艺开展前景 PAGEREF _Toc311802851 h 15 HYPERLINK l _Toc311802852 2.3.1湿法选煤工艺 PAGEREF _Toc311802852 h 16 HYPERLINK l _Toc311802853 2.3.2干法选

7、煤工艺 PAGEREF _Toc311802853 h 17 HYPERLINK l _Toc311802854 2.3.3煤泥分选工艺 PAGEREF _Toc311802854 h 17 HYPERLINK l _Toc311802855 三、行业对大气环境的影响 PAGEREF _Toc311802855 h 18 HYPERLINK l _Toc311802856 3.1行业产生的大气污染物 PAGEREF _Toc311802856 h 18 HYPERLINK l _Toc311802857 3.1.1矿井瓦斯的产生及其影响 PAGEREF _Toc311802857 h 19 H

8、YPERLINK l _Toc311802858 3.1.2煤矸石的产生及其对大气的影响 PAGEREF _Toc311802858 h 20 HYPERLINK l _Toc311802859 3.1.3煤矿粉尘的产生及其影响 PAGEREF _Toc311802859 h 20 HYPERLINK l _Toc311802860 3.2行业大气污染物排放现状 PAGEREF _Toc311802860 h 21 HYPERLINK l _Toc311802861 3.2.1矿井瓦斯排放现状与预测 PAGEREF _Toc311802861 h 21 HYPERLINK l _Toc3118

9、02862 3.2.2煤矸石对大气环境的污染现状 PAGEREF _Toc311802862 h 22 HYPERLINK l _Toc311802863 3.2.3其他大气污染物排放现状与预测 PAGEREF _Toc311802863 h 22 HYPERLINK l _Toc311802864 四、大气污染物的可行控制措施 PAGEREF _Toc311802864 h 23 HYPERLINK l _Toc311802865 4.1行业大气污染物排放要求 PAGEREF _Toc311802865 h 23 HYPERLINK l _Toc311802866 4.1.1煤层气煤矿瓦斯排

10、放控制要求 PAGEREF _Toc311802866 h 23 HYPERLINK l _Toc311802867 4.1.2煤炭工业地面消费系统大气污染物排放限值和控制要求 PAGEREF _Toc311802867 h 24 HYPERLINK l _Toc311802868 4.2行业大气污染物控制现状 PAGEREF _Toc311802868 h 25 HYPERLINK l _Toc311802869 4.2.1瓦斯的治理现状 PAGEREF _Toc311802869 h 25 HYPERLINK l _Toc311802870 4.2.2煤矸石的治理现状 PAGEREF _T

11、oc311802870 h 26 HYPERLINK l _Toc311802871 4.2.3煤矿粉尘防治现状 PAGEREF _Toc311802871 h 27 HYPERLINK l _Toc311802872 4.3行业污染物的综合利用 PAGEREF _Toc311802872 h 27 HYPERLINK l _Toc311802873 4.3.1矿井瓦斯的综合利用 PAGEREF _Toc311802873 h 27 HYPERLINK l _Toc311802874 4.3.2煤矸石的防治和利用 PAGEREF _Toc311802874 h 29 HYPERLINK l _

12、Toc311802875 4.3.3煤矿粉尘的防治 PAGEREF _Toc311802875 h 30 HYPERLINK l _Toc311802876 4.3.4煤炭就近利用 PAGEREF _Toc311802876 h 32 HYPERLINK l _Toc311802877 4.4预防和减轻对环境影响的政策建议 PAGEREF _Toc311802877 h 32一、行业概略1.1行业情况分析1.1.1行业定义煤煤炭是指植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃堆积岩。对各种煤炭的开采、洗选、分级等消费活动构成煤炭开采和洗选业。在我国国民经济行业分类中，煤炭开采和洗选业属于

13、采矿业，包括地下或地上采掘、矿井的运转，以及普通在矿址上或矿址附近从事的旨在加工原资料的一切辅助性任务，例如碾磨、选矿和处置，但不包括煤制品的消费、煤炭勘探和建筑工程活动。1.1.2行业分类我国煤炭产业主要指煤炭采选业，包括无烟煤、烟煤、褐煤等原煤煤种的开采与洗选。从细分行业来看，煤炭采选业分为煤炭开采业和煤炭洗选业。 根据煤的煤化程度和工艺性能目的，煤炭开采和洗选业可分为三个子行业： 1烟煤和无烟煤的开采洗选：指对地下或露天烟煤、无烟煤的开采，以及对采出的烟煤、无烟煤及其他硬煤进展洗选、分级等提高质量的活动。 2褐煤的开采洗选：指对褐煤煤化程度较低的一种煤炭的地下或露天开采，以及对采出的褐煤

14、进展洗选、分级等提高质量的活动。 3其他煤炭采选：指对生长在古生代地层中的含碳量低、灰分高的煤炭资源如石煤、泥炭的开采。按照煤炭资源开采方式的不同，可将煤炭开采分为矿井开采埋藏较深和露天开采埋藏较浅两种。可露天开采的资源量在总资源量中的比艰苦小是衡量开采条件优劣的重要目的；此外，矿井开采条件的好坏还与煤矿中含瓦斯的多少成反比。我国可露天开采的储量仅占 7.5%，美国为 32%，澳大利亚为 35%；且煤矿中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占 40%以上。目前，我国采煤以矿井开采为主，如山西、山东、徐州及东北地域大多数采用这一开采方式；也有露天开采，如内蒙古霍林河煤矿就是我国最大的露天矿区。

15、1.1.3行业在国民经济中的位置和作用煤炭工业是国民经济重要的根底产业，是全面建立小康社会时期的重要支柱产业。建国后，我国投资建立了相当规模的煤矿、煤矿配套工程工程和煤矿配备工程，构成了煤炭资源勘探、煤矿消费、煤矿建立、煤炭设备制造、煤炭科研、煤炭教育等比较完好的煤炭工业体系。煤炭工业的开展，为我国的改革开放和经济开展做出了历史性的艰苦奉献。 中国宏观经济的变化周期是中国各个行业综合变化与外界要素影响的综合表现，经济开展变化往往表达在一些重要行业发生动摇，当中国宏观经济增长时期将拉动国内消费，一些重要的耗煤行业将开场扩张开展，对煤炭消费的添加将会滞后一些时间后才干对煤炭行业产生影响，同样，经济

16、开场调控下降后，将在其后的一段时间影响到煤炭的消费，从而使煤炭的消费做出反响。因此可以看出煤炭行业开展周期与经济周期存在一种滞后的对应关系。目前中国经济高速开展， 政府在进展一系列宏观调控， 从而使中国经济实现软着陆，由此我们有理由置信，中国经济假设进入稳定的开展时期，中国煤炭行业也将进入稳定的成熟期，供需将趋于稳定，同时也就是煤炭行业开场进展构造调整，实现中国政府对煤炭行业改革的最正确时期。图1-1 19952007年消费弹性系数资料来源：历年国家统计年鉴、1.2煤炭根本信息1.2.1煤炭资源储量2002年世界煤炭探明可采储量为9844.53亿t，其中无烟煤和烟煤为5190.62亿t，次烟煤

17、和褐煤为4653.91亿t。美国、俄罗斯、中国、印度、澳大利亚5个国家煤炭探明可采储量合计6879.9亿t，占世界煤炭探明可采总储量的69.7(表1-1)。中国与美国、俄罗斯是世界三个煤炭探明可采储量超越1000亿t的煤资源国。中国煤炭探明可采储量114.00亿t，占世界煤炭探明可采储量总量的11.6，居世界第3位(国土资源信息中心2004)。表1-2是美国、俄罗斯和中国2021年煤炭探明可采储量，这三个世界煤炭探明可采储量前三的国家煤炭可采储存量合计8609亿吨，占世界煤炭探明可采总储存量的59.1%。表1-1 2002年世界煤炭探明可采储量前5位国家位次国家可采储量亿吨占世界百分比%123

18、45合计美国俄罗斯中国印度澳大利亚2499.941570.101145.00843.96820.90 6879.9.25.415.911.6 8.5 8.369.7表1-2 2021年世界煤炭探明可采储量前3位国家位次国家可采储量亿吨占世界百分比%1232021年全球煤炭探明储量总量美国俄罗斯中国237315701145860927.618.213.359.11.2.2我国煤炭资源区域分布我国煤炭资源分布极不平衡(图1-2)。煤炭资源与国民经济开展程度呈逆向分布的特征，使煤炭大批量长间隔 运输不可防止。煤矿距煤炭运用地平均间隔 达550公里左右(中国煤炭经济研讨会2004)。从煤炭资源的分布区

19、域看，华北地域最多，占全国保有储量的4925；其次为西北地域，占全国的3039；西南地域占864；华东地域占57；中南地域306；东北地域占297。按省、市、自治区计算，山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多，这6省的保有储量约占全国的816。我国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占75、无烟煤占12、褐煤占13。按照煤炭用途划分，原料煤占27、动力煤占73(中国煤炭资源网2005)。图1-2 我国煤炭资源分布图1.2.3主要煤炭消费供应情况 我国是世界第一产煤大国，煤炭产量占世界的37%。煤炭又可分为原煤和选煤。1原煤2007年我国原煤消费继续坚持稳定增长。全国原煤产量完成22

20、7140 万吨，同比添加14860万吨，增长7.2%，平均日产622万吨。纵观近年来我国原煤供应情势，阅历了2000年的消费低谷后，我国原煤消费逐年上升，2005 年开场增速总体稳定在8%左右。目前我国煤炭消费增速总体低于需求增速，市场买卖活泼，煤炭行业呈现卖方市场特征。图1-3 2001-2021年我国原煤产量变化趋势2洗煤近年来，我国洗煤产量稳定增长，增速均超越原煤。2007年，我国消费洗煤62444万吨，同比增长 18.0%。随着节能降耗政策的实施，及提高煤炭综合利用率、缓解运输压力的思索，我国正逐渐提高煤炭入洗率。 表1-3 2001-2007年我国洗煤产量情况 单位：万吨，%时间产量

21、同比增长200119827.21200222343.43200328045.05200433836.5321.1200542791.0913.7200649557.1317.620076244418.01.2.4 我国煤炭进出口量图 1-4 年份煤炭量变化曲线图资料来源：2021年中国统计年鉴 图1-4描画了煤炭产量和进出口量随时间的变化。从中可以看出，中国的煤炭主要以自产自用的方式进展，也就是说煤炭主要是满足国内的消费，生活消费。在消费中主要用在工业、建筑业和邮政业，生活中煤炭主要用在住宿，餐饮业和其他行业。从1990年到2000年，煤炭消费增长缓慢，产量维持在14亿吨以下，然而2000年以

22、后，煤炭产量迅速增长，2000-2005年5内其增长率在70%左右，增长速率惊人，2000年之后的5年对自然资源的开采也反响了人们消费活动的不计后果性，对自然资源盲目的开采。2005-2021年5年内煤炭消费增长率维持在27%左右，增长速率相比前5年也是迅速下降，一定程度上也显示的人类对自然认识的提高，可继续开展观念渐渐进入人类的消费生活中。图 1-5 年份进出口变化曲线图资料来源：2021年中国统计年鉴从图 1-5 可以看出煤炭进出口在我国煤炭平衡中所占的比例很小，1990-2000年每年煤炭进口量在200万吨左右，约占能源消费总量的0.15%，进口量有小幅度的动摇。到2005年进口量在26

23、00万吨左右，占能源消费总量的1.1%，虽然所占比例依然较低，但较前1990年进口量有较大幅度的增长，2005后进口量继续坚持高增长，进口量到达了12500万吨，占到了总需求的4%，在一定程度上也反响了我国对高品味煤炭的需求。对于煤炭的出口在最近20年也发生了较大的变化，总的来说，1990-2000年煤炭出口继续增长，出口量较2000年增长了2.2倍，到2000年出口占能源消费总量的3.9%，而2000年以后，出口量继续下滑，到2021年出口量只占到总能源量的0.76%.进入新世纪，我国对煤炭能源的坚持较高的需求，煤炭开采量和进口量坚持高的增长，而能源的耗费对经济的增长奉献也是很明显的，能源的

24、需求保证了经济的开展，但我们也应该明白经济的增长不能过渡依赖对资源的开发。这不得不要求人们寻求新的经济开展方式，可继续开展的经济开展战略应运而生，它是全面思索了人类，能源和经济的的关系做出的对全人类担任任的开展方式，于此同时煤炭资源的开采业经不起人类过渡的开采。所以研讨煤炭开采与人类的开展是有影响意义的。1.2.5 我国煤炭消费量与消费去向近年来，电力、冶金、化工、建材等主要煤炭耗费行业消费增长迅猛，对煤炭需求迅速扩展。从图1-6可以看出我国近十年煤炭的消费量是不断增大的，而且增长幅度也逐年增大。1990年到1995年增长了23.4%，我国的煤炭消费量从105523.3万吨增长到676.5万吨

25、。2000年到2005年我国煤炭消费量增长了64.3%。2021年煤炭消费量比2005年添加6亿多吨。由此可见，随着我国经济的快速开展，我国对能源的需求也大大加大。虽然在此期间我国对经济构造进展了调整，把节能减排放在重要位置，但是煤炭在根底能源构成中的比例仍坚持在69左右，但煤炭消费量还是不可防止地攀升。20072021年中国煤炭消费年均增长率达8.14，远远超越同期世界值1.47；即使以1999 2021年的10年计，中国煤炭消费年均增长率也达8.88，明显高于同期世界值3.84。图 1-6 煤炭消费量随年份变化图资料来源：2021年中国统计年鉴中国的煤炭消费去向主要以工业方式为主。由202

26、1年中国统计年鉴显示，2002年90.9%的原煤用于工业消费，5.6%用于生活消费，其他消费仅占3.5%，而到了2021年，94.6%的煤炭用于工业消费，用于生活消费的比例下降到3.1%。从近年变化趋势看，工业消费比重仍在逐年小幅上升，而生活消费由于环保的要求，国家鼓励运用电、气煤气或天然气等“清洁能源，煤炭消费比重呈降低趋势。图1-7为我国2021年煤炭消费构造图。图1-7 2021年我国煤炭消费构造图单位%资料来源：2021年中国统计年鉴 在工业行业的煤炭消费构造中，电力行业是第一煤炭消费大户，2002年电力行业消费的煤炭占煤炭总消费量的48%，其次为冶金、建材、石油加工和化工等行业，消费

27、比重依次为8.5%、7.2%、6.7%和5.7%。以上五大行业煤炭消费量占整个煤炭消费量76.1%。2005年工业消费煤炭量为92.9%，而到了2021年这一数值为94.6%，阐明我国工业对煤炭的需求量是逐年添加的。虽然工业构造变化对煤炭耗费影响不大，在我国工业构造的调整中，工业添加值添加较大的为制造业，而制造业相对于初级部门不属于能源密集型行业，能源添加量很少，煤炭耗费添加量也不会太大。但是工业构造调整对煤炭耗费影响也产生了一定的影响，工业构造调整对煤炭消费影响最大的10个行业是：石油加工及炼焦业、非金属矿物制品业、造纸及纸制品业、饮料制造业、交通运输设备制造业、化学纤维制造业、纺织业、医药

28、制造业、非金属矿采选业、烟草加工业，由于工业构造调整使这10个行业的煤炭耗费减少5446.72万t，因此上述行业规模的缩减对节约煤炭有重要影响；另外由于工业构造调整使煤炭耗费添加的10个行业为：家具制造业、木材加工及竹藤棕草制品业、有色金属矿采选业、普通机械制造业、黑色金属矿采选业、石油和天然气开采业、食品加工业、化学原料及化学制品制造业、有色金属冶炼及压延加工业、黑色金属冶炼及压延加工业，这10个行业共添加煤炭15071.94万t，这些行业规模扩展将会对煤炭耗费添加有很大影响。二、煤炭开采与洗选技术2.1我国煤炭开采技术研讨浅析采煤技术，尤其是采煤方法和工艺的提高和完善一直是采煤学科开展的主

29、题。采煤工艺的开展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的开展方向是高产、高效、高平安性和高可靠性，根本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研讨开发强力、高效、平安、可靠、耐用、智能化的采煤设备和消费监控系统系统，改良和完善采煤工艺。2.1.1 浅埋深、硬顶板、硬煤层高效综采技术高效综采技术：是以提高任务面单产和消费集中化为中心，以提高效率和经济效益为目的，研讨开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤配备和工艺，简单、高效、可靠的消费系统和开采布置，消费过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，开展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改良工艺和设备，提高运用程度和扩展运用范围，提高采煤机

30、械化的程度和程度。浅埋深、硬顶板、硬煤层高效综采技术主要处理以下问题：硬顶板控制技术研讨浅埋深、地压小的硬厚顶板控制技术，主要经过岩层定向水力压裂，倾斜深孔爆破等顶板快速处置技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且根本顶能按一定步距垮落。硬厚顶煤控制技术研讨开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处置技术，包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处置技术，使顶煤提能随采随冒，提高其回收率顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术研制既有利于顶煤破碎和顶板控制，又有利于放定煤的新型液压支架，合理确定后部保送才干。2.1.2长壁开采技术针对缓倾斜薄煤层，应主要研讨开发：体积小、功率大、高可靠性

31、的薄煤层采煤机、刨煤机；研制适宜刨煤机综采的液压支架；研讨开发薄煤层任务面的总体配套技术和高效开采技术。针对缓倾斜厚煤层，应进一步加强完善支架构造及强度，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊接缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等研讨，提高支架的可靠性，减少其他中厚煤层采高3m左右高产高效目的的差距。2.1.3 深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需求攻关研讨的是：深井围岩形状和应力场及分布形状的特征；深井作业场所任务环境的变化；深井巷道特别是软岩巷道快速掘进与支护技术与配备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高

32、产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与配备。2.1.4 “三下采煤技术提高数值模拟计算和类似资料模拟等，深化研讨开采上覆岩层运动及地表沉陷规律，研讨满足地表、建筑物、地下水资源维护需求合理的开采系统和优化参数，开展沉降控制实际和关键技术。包括：用地表废料向垮落法任务面采空区填充的系统；研讨与运用各种填充技术和组合填充技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄维护的开采技术；研讨近水体开采设计、工艺参数优化和配备，提出煤炭开采与煤矿城市调和一致的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。2.1.5 巷道优化开采技术重点研讨高产高效矿井开辟部署与巷道布置系统的优化，简

33、化巷道布置，优化采区及任务面参数，研讨单一煤层集中开辟，集中预备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研讨矸石在井下直接处置、作为填充资料的技术，既是减少污染的一项有力措施，又简化了消费系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研讨。2.1.6 绿色开采技术根本出发点是防止或尽能够减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响；目的是获得最正确的经济效益和社会效益。主要内容：水资源维护构成“保水开采技术；土地与建筑物维护，构成离层注浆、填充与条带开采技术；瓦斯抽放构成“煤与瓦斯共采技术；煤层巷道支护技术与减少歼石排放技术；地下气化技术。2.2.我国煤炭主要洗选工艺我国于1917

34、年建成第一座运用跳汰机的机械化选煤厂, 1923年开场建炼焦煤选煤厂。1949年以前,全国共建炼焦煤选煤厂11座和动力煤选煤厂5座。建国后,随着我国煤炭工业的迅速开展,选煤工业获得了长足进展。一批自行研讨开发的新型煤炭设备与兴隆国家程度相比,在制造工艺上虽然存在一定差距,但亦能满足我国新厂建立和老厂改造的需求。就目前国内煤炭洗选工艺而言,在我国所占比重较大的分别为重介质选煤工艺、跳汰选煤工艺、浮游选煤工艺。而这3种选煤工艺无论是动力煤选煤厂,还是炼焦煤选煤厂都在广泛的运用。2.2.1 跳汰洗煤工艺跳汰选煤工艺的开展至今已有150多年的历史,最初只是人工用水洗矿沙。到19世纪中叶以后,由于冶金、

35、机械工业的兴起,跳汰选煤亦得到迅速开展。随着选煤工业的开展,跳汰实际的根底研讨也日益被人们所注重。从奥地利人雷庭智开场研讨单个颗粒在流体介质中的运动规律到如今,因跳汰过程影响要素较多,且变化又很大,实际研讨相对困难,虽有迥异假说从不同侧面对跳汰分选过程进展了分析,对选煤消费也起到一定的作用,但终因本身实际不可完善性,使其开展受限。跳汰选煤工艺由于其本身不可控性要素较多,如原煤性质、主分选设备跳汰机构造特征以及跳汰机任务制度等要素呵斥该工艺分选精度较低,吨煤分选能耗大,辅助性工艺复杂,顺应性差。只需在选易选原料煤时,才可获得与重介质选差不多的效果。在自动化技术日趋成熟的今天,难以顺应选煤工艺开展

36、的需求,因此,在当今我国选煤厂消费工艺上的运用比重正逐渐下降。取而代之的是能耗低,主分选设备构造简单,维护量小,对不同煤种和可选性不同的煤炭都可获得较高分选效率和分选精度,且分选有效下限低,自动化程度较高等诸多优点集一体的重介质选煤工艺。2.2.2重介质选煤工艺重介质选煤工艺比跳汰选煤工艺开展晚,主要是受介质选材和自动化程度的制约,呵斥其开展缓慢随着介质选材的发现,人们开场在各种外形的分选槽内进展煤炭分选。1945年荷兰国营煤矿开发的DSM旋流器,使得重介质选煤工艺向更深更广的方向延伸。近年来,重介质选煤工艺更是得到快速开展,尤其是三产品重介质旋流器工艺,有效分选下限可达0. 25 mm,利用

37、煤泥重介质分选工艺下限更可达0. 150. 10 mm。随着“无压三产品重介质旋流器+小直径煤泥旋流器工艺的胜利研发运用,很大程度上促进我国选前不脱泥分选工艺的开展。由此对常规煤泥分选工艺及重选与浮选结合分选工艺方式产生了深远的影响。在条件适宜时可采用全重介分选工艺、粗煤泥独立回收工艺等。重介质选煤因其工艺本身分选精度和分选效率较高,密度调理范围宽、密度测控程度高、工艺流程更加趋于简单化、适用范围不断拓宽等优点,使得该工艺已成为我国选煤工艺推行运用的重点。2.2.3浮游选煤工艺浮游选煤工艺的开展史至今虽无定论,但到19世纪末,随着市场矿物原料需求量急剧增长的情况,浮选法作为加工处置低档次矿石的

38、一种有效新方法而得到蓬勃开展。不可否认,浮游选煤迄今为止仍是一种有效分选煤泥的选煤工艺。但由于浮游选煤是在气液固三相体系中进展的是一种物理化学过程,是借助于煤炭本身亲水性和疏水性差别进展分选,决议了它需与一定的化学药剂配合,才干发扬其分选效能。目前,在我国选煤工艺方面当中,多与跳汰选煤工艺或是重介质选煤工艺配合,组成完好的洗煤工艺系统。同时,浮选工艺的运用对提高煤炭资源利用率具有积极意义。2.3. 煤炭洗选工艺开展前景由于中国的能源资源和消费构造决议了中国未来几十年内仍将以煤炭为主要能源。同时国务院在开展国民经济第十一个五年方案中也明显指出我国煤炭工业开展的首要义务,是提高煤炭资源的利用率,大

39、力推行干净煤技术,开展低本钱的选煤技术,这无疑对煤炭洗选工艺提出了更高的要求。2.3.1湿法选煤工艺以原料煤煤质情况为起点,以用户对产质量量要求为终点。以简单的分选工艺来提高煤炭质量,消费适销对路产品。为了提高精煤产率,合理利用煤炭资源,以大直径无压三产品重介质旋流器选煤为中心的选煤工艺。以单套低密度悬浮液实现精中矸有效分选。配合以煤泥重介工艺组成新型选煤工艺,实现全级不脱泥入洗,在省去浮选工艺的同时,又使得-0. 5mm的煤泥得到有效回收。较传统浮选工艺而言,消费本钱降低,工艺流程简单。在原煤预备工艺环节,省去低效的人工拣矸,以机械排矸替代人工拣矸,构成简单高效的选煤工艺,其工艺流程表示图见

40、图1。工艺阐明: 该工艺由“选前机械排矸+三产品重介质旋流器+煤泥重介旋流器组成。选前机械排矸将矸石去除,进入三产品重介质旋流器后选出三种产品(精、中、矸)。再经分级脱水脱介后,筛上物归集到不同的产品中。筛下物由独立的煤泥重介旋流器分选后,产出低灰优质精煤,煤泥可根据用户对中煤副产质量量目的要求进展掺和或单独处置(图1中虚线部分所示)。脱除的介质与水分别前往介质循环系统和循环水系统复用。2.3.2干法选煤工艺由于干法选煤工艺可省去煤泥水回收和产品脱水、枯燥等工艺,使工艺流程大为简化,可有效处理湿法分选易泥化煤的泥化问题,经济效益明显,但其分精度较湿法重力选煤差。随着干法选煤设备如FGX型复合式

41、干选机、FX型风选机、选煤深度0. 5 mm的空气重介质流化床胜利运用等。干法选煤工艺在动力煤选煤厂对原煤进展脱硫、降灰,从而到达提高煤炭质量,减少资源浪费,尤其是在水资源日益缺乏的今天,将会有更大的运用开展空间。干法选煤工艺其工艺流程表示图见图2。工艺阐明:该工艺由“选前机械排矸+三产品分选机+未煤分选机组成。选前机械排矸将矸石去除,进入三产品分选机后选出三种产品(精中矸)。精煤再经分级后,筛上物进入精煤系统,筛下物进入未煤分选机分选出两种产品,优质末精归入精煤的产品中。质量较差,灰分较高的部分可根据用户对中煤副产质量量目的要求进展掺和或单独处置(图2中虚线部分所示)。2.3.3煤泥分选工艺

42、随着矿井机采煤量比重添加和复杂的煤流转载运输,使得煤泥含量有时可达30%左右,因此独立的煤泥分选工艺可有效回收煤泥中固体可燃物与粒级较大的产品掺杂,排除多余的高灰细泥,可提高资源回收率同时,添加了选煤厂经济效益。基于降耗增效目的,煤泥分选工艺会有更深化的研讨,使煤泥有效分选下限逐渐降低,选别更为准确,效率更高,深度可达0. 045 mm。目前,有效分选1 mm粉煤的摩擦电选技术,可实现0. 045 mm粉煤分选,在对煤炭脱硫降灰方面起到良好的作用。因此,煤泥分选工艺的不断开展,为我国煤炭实现全级高质量分选提供了洗选工艺开展思绪。三、行业对大气环境的影响3.1行业产生的大气污染物煤炭开采和洗选行

43、业对大气环境的影响环节主要包括煤炭开采过程中排放瓦斯，矸石山自燃、矿区消费生活燃煤排放的废气，煤矿开采、储运过程中的产生的煤尘。此外，煤田由于地质构造缘由或部分小煤窑由于管理不善引起煤田大面积火灾而排放H2S，CO等有害气体，也会呵斥大气污染。矿井与环境、露天矿与环境的相互作用分别如图3-1和图3-2所示。图3-1 煤炭井下开采对环境的影响图3-2 露天矿开采对环境的影响3.1.1矿井瓦斯的产生及其影响煤矿瓦斯是指的天然气。主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，普通还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。植物在成煤过程中生成的大量气体，又称煤

44、层气。腐植型的有机质，被细菌分解，可生成瓦斯；其后随着堆积物埋藏深度添加，在漫长的地质年代中，由于煤层经受高温、高压的作用，进入煤的碳化蜕变阶段，煤中挥发分减少，固定碳添加，又生成大量瓦斯，保管在煤层或岩层的孔隙和裂隙内。在煤矿开采中矿井瓦斯从煤层中涌出，是矿井的有害气体，具有熄灭、爆炸的危险，不仅增大了消费本钱，而且会呵斥大量的人员伤亡和宏大的经济损失，严重地危胁着煤矿的平安消费。由于煤矿瓦斯是一种有剧烈温室效应的气体，其温室效应是CO2的23倍，对大气臭氧层的破坏才干是CO2的7倍。在煤矿消费中，通常采用通风方法将瓦斯排出矿井，虽然煤矿平安了，但大量的瓦斯排至大气中，对大气环境呵斥了严重影

45、响，破坏臭氧层并产生温室效应，导致照射到地球的紫外线添加，加剧全球气候变暖，影响地面作物的正常生长，添加人类罹患皮肤癌等疾病的危险。3.1.2煤矸石的产生及其对大气的影响煤矸石是煤矿消费过程中产生的废渣，包括岩石巷道掘进时产生的掘进矸石，采煤过程中从顶板、底板和夹在煤层中的岩石夹层里采出来的矸石，以及洗煤厂消费过程中排出的洗矸石。普通常将采煤过程和洗煤厂消费过程中排出的矸石叫煤矸石。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤巩固的黑灰色岩石。其主要成分见表3-1。表3-1 煤矸石的常规化学组成wt.P%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO

46、K2OCNa2O4060154021013.50.8312253012煤矸石在露天堆积时，风化成较细颗粒，易于被带到周围空气和土壤中，使空气中悬浮颗粒物增多，空气质量下降。煤矸石野外露天堆放，日积月累, 矸石山内部的热量逐渐积存,当温度到达可燃物的燃点时，矸石堆中的残煤便可自燃。自燃后，矸石山内部温度为800l 000，使矸石融结并放出大量的CO、CO2、SO2、H2S、NO。等有害气体，其中以S02为主。一座矸石山自燃可长达十余年至几十年。这些有害气体的排放，不仅降低矸石山周围的环境空气质量，影响矿区居民的身体安康，还经常影响周围的生态环境，使树木生长缓慢、病虫害增多，农作物减产、甚至死亡。

47、煤矸石熄灭时分发出难闻的气味和有害的烟雾，使附近居民慢性气管炎和气喘病患者增多，周围树木落叶，庄稼减产。 3.1.3煤矿粉尘的产生及其影响煤矿粉尘是煤矿在消费过程中产生的各类固体物质细微颗粒的总称。其中，煤炭、岩石在开采和加工中受粉碎而构成的细微颗粒分别称为煤尘和岩尘。在煤矿消费过程中产生粉尘的主要环节有：电钻和风钻打眼、放炮、风镐或机械采煤、人工和机械装渣、人工攉煤、放顶煤的放煤作业、任务面放顶及假顶下的支护、自溜运输、运输设备的转载以及提升卸载等。井下粉尘较多的地点有：采煤和掘进任务面、自溜运输巷道、刮板保送机和带式保送机的转载点、煤仓和溜煤眼的上下口及井口的卸载点。煤矿粉尘具有很大的危害

48、性，表现以下几个方面：污染任务场所，危害人体安康，引起职业病。工人长期吸入粉尘后，轻者会患呼吸道炎症、皮肤病，重者会患尘肺病，而尘肺病引发的矿工致残和死亡人数在国内外都非常惊人。某些煤矿粉尘如煤尘、硫化尘在一定条件下可以爆炸。煤尘可以在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘那么有能够参与瓦斯同时爆炸，都将给矿山以忽然性的袭击，酿成严重灾祸。降低任务场所的能见度，添加工伤事故的发生。在某些综采任务面干割煤时，任务面尘浓度高达40008000mg/m3，有的甚至更高，这种情况下，任务面能见度极低，往往会导致误操作，呵斥人员的不测伤亡。3.2行业大气污染物排放现状3.2.1矿井瓦斯排放现状

49、与预测在井下煤矿中, 为了确保采矿平安, 随矿井通风排出的瓦斯浓度极低, 受目前技术的限制尚不能利用, 只能排放到大气中, 在污染环境的同时也浪费了煤层气资源。煤层气抽采分为井下抽采和地面抽采, 抽采的煤层气浓度较高, 可用作民用燃气和发电。但目前利用率较低, 大多直接排放。目前我国每年对空排放煤层气将近200亿立方米，占全球煤层气排放量的三分之一，是全球煤层气第一排放国。图3-3 煤气层排气量随年份变化图从图 3-3可以看出, 排放量从2000 年的88 亿立方米到2007 年的180 亿立方米, 中国煤层气的排放量平均以每年 13亿立方米的速度添加。按照这个速度初步预测2021年中国煤层气

50、排放量将到达284亿立方米。中国2021年工业行业废气的排放总量约为436063亿标立方米，煤炭开采与洗选行业的废气排放总量为2334亿标立方米，其中燃料熄灭和工艺消费的废气排放量分别为2005和329亿标立方米。2021年中国环境统计年鉴3.2.2煤矸石对大气环境的污染现状矸石自燃产生的大量含SO2、CO2、CO等有毒有害气体是煤矿开采对大气环境的另一个主要影响。我国国有煤矿有大小矸石山1 500多座， 大约有1/3 的矸石山发生过自燃景象， 释放出大量有害气体， 如SO2、COx、H2S、NOx等， 并伴有大量烟尘，对矿区环境呵斥了严重污染。中国煤矸石产生量普通为煤炭产量的10% 左右,煤

51、矸石年排放量大约在1.5亿2.0 亿t 之间。目前中国历史积存煤矸石35.5 亿吨,矸石山2600 座,占压土地7400 公顷,其中自燃矸石山80 余座，估计到2020年，煤矸石年产生量将接近6亿吨。严重污染了矿区和周边地域的大气环境 ，影响着周边居民的身体安康，有的甚至呵斥中毒死亡事故。3.2.3其他大气污染物排放现状与预测由于我国煤炭消费量大，且多是以露天方式进展储存。煤堆的风蚀扬尘和受雨水冲刷而呵斥含煤黑水的溢流景象非常普遍。此外，我国各类规模的煤炭集运中转站几乎都是以露天方式作业，加之吞吐量大，产生的环境问题比较突出。据估计，2000年一年内因煤炭储存产生煤尘1000万t，因运煤向大气

52、中排放煤尘1100万t，对储煤场周边及运输线路沿途构成严重的大气污染。表3-2 原煤产量及大气污染物排放情况时间工业S02排放量万吨工业烟尘排放量万吨工业粉尘排放量万吨原煤产量亿吨2006年14.5012.2017.6023.802007年17.539.2013.9125.362021年14.879.9913.6627.932021年14.999.8318.7829.73图3-4 原煤产量及大气污染物排放情况资料来源：2007-2021年中国环境统计年鉴表3-2和图3-4是2006年到2021年我国原煤产量及SO2、烟尘、粉尘大气污染物的排放量。从中可以算出各种污染物排放量的年平均增长速率，从

53、而预测2021年各种大气污染物的排放情况，如表3-3所示：表3-3 各种污染物06-09年排放平均增长速率及2021年排放量预测类别S02工业烟尘工业粉尘年平均排放增长速率2.18%3.49%1.56%2021年预测排放量万吨17.0612.0820.61四、大气污染物的可行控制措施4.1行业大气污染物排放要求4.1.1煤层气煤矿瓦斯排放控制要求1煤层气煤矿瓦斯排放限值自 2021 年7月1日起，新建矿井及煤层气地面开发系统的煤层气煤矿瓦斯排放执行表4-2规定排放限值。自 2021 年1月1日起，现有矿井及煤层气地面开发系统的煤层气煤矿瓦斯排放执行表4-2规定的排放限值。表4-1 煤层气煤矿瓦

54、斯排放限值2对可直接利用的高浓度瓦斯，应建立瓦斯储气罐，配套建立瓦斯利用设备，可采取民用、发电、化工等方式加以利用。3对目前无法直接利用的高浓度瓦斯，可采取紧缩、液化等方式进展异地利用。4对目前无法利用的高浓度瓦斯，可采取熄灭等方式处置。4.1.2煤炭工业地面消费系统大气污染物排放限值和控制要求1现有消费线自2007年10月1日起，排气筒中大气污染物不得超越表4-3规定限值。表4-2 煤炭工业大气污染物排放规范2煤炭工业除尘设备排气筒高度应不低于15m。3煤炭工业作业场所无组织排放限值。现有消费线在2007年10月1日起，煤炭工业作业场所污染物无组织排放监控点浓度不得超越表4-4规定的限值。表

55、4-3 煤炭工业无组织排放限值4.2行业大气污染物控制现状全球经济的开展 、生活质量的提高取决于能源 ,争夺能源已成为处置海内外关系最重要的要素,煤炭是中国能源的主要来源,而煤炭开采和洗选行业是典型的高能耗、重污染行业，开展煤炭工业所带来的问题让人担忧。煤炭工业的开展给大气环境带来了严重的影响，瓦斯、粉尘、烟尘等空气污染问题屡见不鲜。而就目前的经济、技术程度来讲，对该行业大气污染控制情况不容乐观。4.2.1瓦斯的治理现状我国煤矿95%是井工开采，煤矿瓦斯涌出量大。在现有重点煤矿的576处矿井中，高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井就有277处，约占48%。瓦斯事故起数和死亡人数均占煤矿艰苦事故的80%左右

56、，是瓦斯灾祸非常严重的国家。瓦斯事故是影响我国煤矿平安的主要要素。瓦斯抽采作为防治瓦斯灾祸事故的主要技术措施，虽然近年来获得了较快地开展，但从总体上看程度依然较低。我国目前的平均抽放率仅有23%，而俄罗斯、美国、澳大利亚等主要采煤国家的抽放率均在50%以上，大大高于我国。与世界先进的产煤大国相比，我国瓦斯利用的差距也非常明显。在全国大部分矿区，对于瓦斯仍仅仅处于平安消费角度进展抽取。随着对抽放力度的加大，我国的煤层气抽采量逐年递增，但是对煤层气的利用还停留在很低的程度，表4-1显示了近几年的煤层气抽采和利用量。表4-4 近年煤层气抽采利用情况年份抽采量亿m3利用量亿m3利用率200095.15

57、7%2001105.454%2002126.252%2003156.241.35%200419.39.147%200521.36.4530.3%200626.19.135%20074714.530.8%2021581831.03%2021652538%从上述数据还可以看出，煤层气抽采量逐年递增，但煤层气的利用量却彷徨不前，每年都有数 10亿 m3被浪费掉，以 2021 年为例，煤层气抽采 58 亿m3，而利用只需 18 亿 m3，排放高达 40 亿 m3之多，相当于规范煤约500万t每1000m3煤层气相当于1t 燃油和 1.25t 规范煤，这个量相当于一个中等规模的矿务局1年的煤炭开采量，每

58、年相当于浪费了一个中等规模煤矿的矿产资源。4.2.2煤矸石的治理现状我国煤矸石的综合排放量约占原煤产量的15% ,而全国每年只能利用6000万吨,其他大部分只能作为工业固体废物堆积。目前我国共拥有煤矿山1500余座,煤矸石的储存约计有40亿吨,占用土地约3 0 万亩。我国每年新增的煤歼石约有1 1.2亿吨。虽然我国已将煤砰石用于发电和造气,消费各种化工产品、建筑资料和复合肥料等,但是总的说来,对煤歼石的开发利用还属于起步阶段。近年来，许多地方和部门以及厂矿企业，都在努力于固体废物的处置和处置。1988年垒国已有60.1的工业固体废物得到了简单的处置和处置。吉林化工公司、北京燕山石化公司等建立了

59、填埋场。山西省汾西矿务局利用石灰浆灌注高硫煤矸石堆，获得了熄燃效果。4.2.3煤矿粉尘防治现状 我国的粉尘防治研讨起步比较晚，受注重程度低，导致了研讨程度比较低，事故率高 80 年代研讨的重点是如何降低任务面粉尘浓度处理瓦斯煤尘爆炸问题，研讨成果比较丰富 80年代以后，针对采掘机械化程度的不断提高 开采强度加大粉尘密度也随之增大的特点，以降低呼吸性粉尘为中心开展一系列防尘技术的研讨任务，研发出了一系列技术含量高，降尘效果好的技术配备，大幅度的提高了煤矿降尘程度。虽然近几年除尘任务在国内煤矿越来越得到注重，但是在技术配备上还是和西方兴隆国家存在一定差距。4.3行业污染物的综合利用煤炭开采和洗选行

60、业带来的空气污染问题严重要挟着人类的生存环境和生命安康，面对目前不同乐观治理现状，采取高效、可行的控制措施迫在眉睫。煤矿区大气污染控制包括始端控制和末端控制。前者重点在于加大选煤比重，为其他工业部门提高清洁精煤，控制出矸量，以及开展各类型煤和水煤浆技术等；后者那么指熄灭后净化技术。对于某些气体像瓦斯，由于其存在于未开采的煤层中，一旦开采会引起大量释放，可采用预先抽放技术，减少煤层中的瓦斯含量来处理。对于其他一些含量较少的气体，多采用通风稀释的方法进展处置和排放。4.3.1矿井瓦斯的综合利用瓦斯的主要成分是甲烷，直接排入大气，将污染大气环境，产生的温室效应是CO2的20几倍。瓦斯又是一种“绿色干