礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)中生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)之
促進(jìn)煤炭保質(zhì)增效暨煤礦大氣TSP與自燃防控抑塵技術(shù)
一、背景
2022年全國兩會(huì)上，“雙碳”目標(biāo)成為關(guān)注熱點(diǎn)。習(xí)近平總書記在十八大以來多次強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路。要繼續(xù)打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，加強(qiáng)大氣、水、土壤污染綜合治理，持續(xù)改善城鄉(xiāng)環(huán)境。
中共中央 國務(wù)院《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù) 堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》、工業(yè)和信息化部等六部委《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》及中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《煤炭工業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見》，全面推進(jìn)煤炭清潔生產(chǎn)、全面實(shí)施中央及省市持續(xù)“天藍(lán)、土凈、地綠、水清”攻堅(jiān)行動(dòng)，始終不斷研究煤炭開采、排矸場、物流、裝卸及堆垛揚(yáng)塵控制，持續(xù)創(chuàng)新治理措施，優(yōu)化新技術(shù)新產(chǎn)品的應(yīng)用，減少煤炭風(fēng)損，降低煤粉、煤炭自燃排放物對(duì)大氣環(huán)境的影響。
二、常規(guī)治理形式
2.1灑水抑塵
目前涉及揚(yáng)塵污染源（采區(qū)、爆破、裝卸、道路運(yùn)輸、排土場、排矸場、儲(chǔ)煤堆場等，包括靜態(tài)裸露和動(dòng)態(tài)攜帶）防治基本采用灑水抑塵、自燃區(qū)物理清除。
灑水抑塵對(duì)煤炭存在諸多問題：
2.1.1加速氫氧活動(dòng)，自燃風(fēng)險(xiǎn)提高
煤炭中的碳、氫與空氣中的氧氣發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)是煤自燃的根本原因。煤的自燃都是從內(nèi)開始，逐漸向外擴(kuò)展。煤的氧化是放熱反應(yīng)，如果熱量不能及時(shí)散發(fā)掉，將使煤的堆積溫度升高，反過來又加速煤的氧化，放出更多的可燃質(zhì)和熱量。當(dāng)熱量聚集，溫度上升到一定值時(shí)，即會(huì)引起可燃物質(zhì)燃燒而自燃。
基于上述，如果經(jīng)常灑水（或天然降雨水），通過淋溶會(huì)加速氫氧活動(dòng)頻繁，加大其自燃幾率，造成能源損失，燃燒中排放的二氧化硫及其他有害物質(zhì)作用于大氣環(huán)境中，造成更大環(huán)境污染。
2.1.2降低煤質(zhì)，造成經(jīng)濟(jì)損失
煤炭（含露天采面、堆垛、排矸場）暴露于空氣中，表面與空氣充分接觸原本就會(huì)氧化。通過灑水于表面導(dǎo)致煤炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加速表層煤炭氧化風(fēng)化，降低煤炭發(fā)熱量，增加煤炭灰分量，造成經(jīng)濟(jì)損失（煤炭價(jià)格是基于其發(fā)熱量卡cal*單價(jià)）。
煤炭表面灰分量增加，受季風(fēng)影響還會(huì)加大粉塵量作用于大氣中，風(fēng)損及風(fēng)蝕也會(huì)隨之增加。
2.1.3抑塵效果不明顯
我國北方煤炭產(chǎn)區(qū)，大都風(fēng)力大、風(fēng)速快，地表溫度高，蒸發(fā)量大。灑水后表面水分很快會(huì)蒸發(fā)流失，揚(yáng)塵依然嚴(yán)重。
2.1.4資源消耗與大氣環(huán)境并重
煤炭產(chǎn)區(qū)水資源緊張，大量灑水抑塵將消耗大量水資源。此外，如果用水車噴灑，載重車排放的氮化物又將作用于大氣環(huán)境中，形成不良循環(huán)效應(yīng)。
2.2物理覆蓋
物理覆蓋泛指綠網(wǎng)布、遮陽網(wǎng)、苫布等，主要是煤炭物流園、煤炭碼頭臨時(shí)堆存，煤礦基本實(shí)現(xiàn)筒倉或全封閉煤棚。
由于煤炭裸露面大，作業(yè)安全隱患多，人力物力成本巨大，很難實(shí)現(xiàn)物理覆蓋。再者，綠網(wǎng)布和遮陽網(wǎng)不能降解，風(fēng)化后難以回收，塑料碎削會(huì)造成地表水、土壤和大氣環(huán)境污染。
三、生態(tài)高效抑塵結(jié)膜與氫氧阻隔防自燃
2006年開始進(jìn)行抑塵劑的開發(fā)，并在煤礦及鐵路煤炭運(yùn)輸領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過不斷開發(fā)試驗(yàn)，已在煤炭防自燃、焦煤粉運(yùn)輸抑塵、礦粉儲(chǔ)運(yùn)抑塵等方面獲得多個(gè)科技成果，并得到較好的推廣應(yīng)用。
生態(tài)高效抑塵新材料是由新型多功能高分子聚合物組成，該聚合物分子間有一定的交聯(lián)度形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)聚合物分子間有各種離子基團(tuán)，能與離子之間產(chǎn)生較強(qiáng)的親合力。通過捕捉和吸附并團(tuán)聚粉塵微粒緊鎖在其既疏松而又不失堅(jiān)固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，起到濕潤、粘接、凝結(jié)、吸濕、防塵、阻燃的作用。經(jīng)環(huán)保、煤炭等多個(gè)國家權(quán)威部門測試，無毒無害、無污染、抗風(fēng)蝕、抗雨淋、不傷害土壤和植物、不影響煤炭燃燒質(zhì)量，對(duì)煤炭防自燃與同步抑塵效果好、時(shí)間長。
在煤炭儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用生態(tài)高效抑塵新材料過程中，業(yè)主為了防盜、證明已噴灑抑塵防塵，采用標(biāo)記技術(shù)區(qū)分，得到廣泛認(rèn)可。
大型煤炭露天堆場（新疆/廣東）自燃及治理效果對(duì)照
四、幾點(diǎn)思考與建議
隨著環(huán)保執(zhí)法力度加大、民眾環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)、企業(yè)環(huán)保投入增加，聯(lián)合執(zhí)法檢查將成常態(tài)化。
1、加大煤炭礦山智能化管理。包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的控制中心、人員設(shè)備定位系統(tǒng)，邊坡位移、水土保持、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境、采空區(qū)與排矸場地質(zhì)環(huán)境，露天采場地質(zhì)淺層溫度和氣體等的監(jiān)測。便于實(shí)時(shí)掌握礦山詳情，完善預(yù)警與應(yīng)急管理機(jī)制；
2、加強(qiáng)礦山目視化管理。目視化是關(guān)系礦山形象，是有效傳播美譽(yù)的一張名片，包括道路、標(biāo)識(shí)標(biāo)牌、觀景臺(tái)及觀景區(qū)域治理、宣傳片及信息系統(tǒng)等。
3、加大對(duì)煤炭礦山的采、選、洗、加、運(yùn)的技術(shù)與裝備優(yōu)化，確保環(huán)境擾動(dòng)小、資源利用最大化，全面實(shí)現(xiàn)“采煤不見煤、過程不見塵”。
礦業(yè)資源整合。對(duì)于礦權(quán)集中的區(qū)域，由企業(yè)發(fā)起、政府主導(dǎo)并經(jīng)評(píng)估后進(jìn)行資源整合，規(guī)劃成為煤炭工業(yè)園，優(yōu)化工業(yè)結(jié)構(gòu)，凸顯園區(qū)功能、促進(jìn)綠色發(fā)展。其整合包括礦業(yè)權(quán)、土地出讓、固廢排放與處理利用、加工、物流與市場布局等，形成礦區(qū)整合的工作規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
