煤矿矿区大气污染现状及对策论文_煤矿矿区大气污染现状

煤矿矿区大气污染现状及对策论文由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“煤矿矿区大气污染现状”。

[键入公司名称] 煤矿矿区大气污染现状及对策环保标准的制定

[键入作者姓名]

东北大学 环境科学

煤矿矿区大气污染现状及对策

摘要：我国是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，7J9D年我国煤炭占一次能源消耗量的76.20a,煤炭的不合理利用，是大气质量恶化的主要原因。矿区的大气污染主要是因煤炭的开采运输过程中产生的扬尘和生产居民生活中燃煤所造成的。多年来，对矿区环境问题多注重在矿井水排放、选煤水排放、研石山自燃、地面塌陷、锅炉除尘的研究治理上，而对矿区生产过程中的扬尘和居民生活产生的烟尘对大气的污染投入甚少，监测站对矿井水、选煤水、锅炉烟尘监测较多，而对居民区的大气污染状况监测较少，这恰恰是涉及到矿区千百万居民身心健康的不容忽视的一个问题。关键词：矿业开发 大气污染 污染标准

按照国际标准化组织（ISO）的定义，“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象”。

凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有１００多种。有自然因素（如森林火灾、火山爆发等）和人为因素（如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、核爆炸等）两种，且以后者为主，尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质（物理的和化学的），污染源的性质（源强、源高、源内温度、排气速率等），气象条件（风向、风速、温度层结等），地表性质（地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等）。

金属矿山凿岩、钻孔、铲运、放矿运输、破碎和筛分等作业产生的大气污染物主要有生产性粉尘、CO、SO2、NOx、H2S等，就污染程度和范围而言，主要是生产性粉尘。所以对生产性粉尘的排放标准进行研究和探讨。

地下开采对大气的污染源主要是排风井，排放井下回风的废气;露天开采则包括钻孔、铲装、汽车运输、排土场、废石场等作业产生的粉尘;选矿的大气污染源主要是皮带运输、破碎、筛分、尾矿库产生的粉尘。

采矿、选矿作业除选矿破碎，筛分排放的粉尘由排气筒排放属有组织排放外，其它都属无组织排放。

摘要：我国是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，7J9D年我国煤炭占一次能源消耗量的76.20a,煤炭的不合理利用，是大气质量恶化的主要原因。矿区的大气污染主要是因煤炭的开采运输过程中产生的扬尘和生产居民生活中燃煤所造成的。多年来，对矿区环境问题多注重在矿井水排放、选煤水排放、研石山自燃、地面塌陷、锅炉除尘的研究治理上，而对矿区生产过程中的扬尘和居民生活产生的烟尘对大气的污染投入甚少，监测站对矿井水、选煤水、锅炉烟尘监测较多，而对居民区的大气污染状况监测较少，这恰恰是涉及到矿区千百万居民身心健康的不容忽视的一个问题。

东北大学 环境科学

1矿区大气环境现状

在1991年，对51个矿务局进行了污染源调查、统计、评价，在所调查的33个矿务局中心居住区大气环境质量中，发现TSP普遍超标，50:亦有部分超标(表1?,属典型的“煤烟型”大气污染状态。其中有30个局TSP超标，占调查总数的90%.SO2的超标率为39.4%。TSP浓度最高的达到了3.53mg/Nms，超标达到10.8倍，SO2浓度最高达到。.54mg/Nm3,超标2.65倍。对职工及家属的身体健康产生危害，而在冬季采暖期污染更加严重。

1.1能源消费结构不舍理

在我国的能源消费结构中，煤炭占7O以上，仍以烧原煤为主原煤平均灰分23，含硫1．27，燃烧后排放的污染物高于标准煤。因此，我国的大气污染来自燃煤的约占70以上，城市大气主要受煤烟型污染，以煤尘和SO。为特征。据统计，煤炭燃烧产生的烟尘占我国总排尘量的80，SO。占总排放量的9O，N0占67。我国北方城市大气中总悬浮微粒年平均值>0．8mg／m。，冬季时>lmg／m。，超过国家大气质量三级标准一倍；S0年排放量1520万t，已达到发达国家五六十年代污染最严重的程度，冬季更为突出。

1.2矿区(特别煤矿区)是大气污染重灾区

我国煤矿和煤矿城市的大气污染属典型煤烟型，许多矿区，尤其是露天矿，以及北方一

东北大学 环境科学

些风沙较大的矿区还存在着粉尘和沙尘型污染。煤炭燃烧不充分生成CO。一公斤炸药爆炸后生成300ICO(包括折合成C0的NO在内)。煤矿井下老巷内煤尘和废坑木不充分自燃也生成CO。矿井排放的瓦斯中还含有CH。近年来，美国学者提出CH对温室效应的影响大于C0。从具体的污染物来看，多数矿区总悬浮粒和降尘超标，有的降尘超标几倍甚至十几倍。矿区S0的超标率也比较高，南方高硫煤矿区更突出，个别矿区SO。日均浓度1．57mg／m。，超过伦敦烟雾事件起始值3倍多。

焦作矿区大气污染源主要包括工业污染、生活污染、交通污染和散状固体物因风起尘污染等四种。

1.2.1工业污染源

指工矿企业在生产过程中排放的烟尘、煤粉以及有机和无机物等所造成的大气污染。工业生产过程中所需的动力、热能、电能的来源主要是燃烧化石燃料，这是造成大气污染的主要污染源，工业污染主要包括三部分：一是在工艺生产过程中排放和泄漏的气体污染物，如化工厂及煤制气厂；二是工艺生产过程中排放的粉尘，如水泥厂；三是工业生产用的各种锅炉、窑炉排放的粉尘和烟尘如电厂、热电厂、陶瓷厂及耐火材料厂。焦作市工业气体污染物主要有氮氧化合物、二氧化硫、一氧化碳等，工业粉尘主要来源于原料的破碎等加工工艺，这些粉尘由于除尘系统效率低或未经处理而直接排人大气，严重地污染了大气环境、危害了身体健康。焦作市城区工业企业390多家，锅炉2l16台，工业窑炉379座，年燃煤量775万t。据不完全统计，焦作1994年废气排放量为620亿m，其主要污染物排放为SO，：65万t，烟尘4，5万t，粉尘3．8万t，市区每平方公里的月降尘量为60．75吨。

1.2.2生活污染源

指城镇居民、机关和服务性行业，因做饭、取暖、沐浴等生活需要，燃烧矿物质燃料而向大气排放的烟尘或油烟造成的污染。煤气及集中供热还不普及的煤矿城镇，许多锅炉的除尘设施还不完善，烟气脱硫还没有受到重视，再加上千百个直接散烧原煤的炉灶，以及大量的工业窑炉、茶水炉等的无组织低空排放，向大气倾注了大量的污染物；燃煤过程产生的烟尘及有害气体是大气污染主要来源。

据统计，1994年焦作市燃煤775万t。其中电厂耗煤450万t，工业耗煤225万t，居民耗煤75万t，采暖耗煤25万t，排放的各种污染物见表1，从表中看到年排放烟尘量达3，2万t，二氧化硫4，1万t，氮氧化合物1，72万t一氧化碳1．769万t，合计10、82万t。

1.2.3交通污染源

指汽车、火车、轮船和飞机等交通工具在运动过程中排放的一氧化碳、氮氧化合物以及铅和扬尘等造成的大气污染；这类污染源包括铁路的蒸汽机车和汽车、摩托车、拖拉机等，蒸汽机车逐步由内燃机车代替，本调查不予考虑，机动车辆的污染物排放量是根据耗油量来计算的。全市1994年汽油消耗量为8168t，柴油为1262t，年排放各类污染物总计2299．96t，各种污染物排放量如表3和表4。

东北大学 环境科学

1.2.4散状固体物因风起尘

以细粒存在的废渣和垃圾等散状固体废弃物在风的作用下会顺风飘逸，扩散到很远的地方，运输过程中还会产生的有害气体和粉尘；一些有机固体废弃物在适宜的温度和湿度下被微生物分解，能释放出有害气体，固体废弃物本身或在处理时(如焚烧)散发的毒气和臭味。

污染物排放总量：以1994年为例，焦作市的大气污染物主要有4种，年排放量16．1t，其中烟尘粉尘排放量8．3万t，占51．6％，气体污染物7．8t，占48．4％，在气体污染物中二氧化硫排放量最大4．3万t，其次是氮氧化合物，年排放量2．3t。大气污染物评价：污染物评价采用国家“三废排放试行标准”为依据，计算等标污染负荷进行评价，通过对焦作市具有代表性的十三个企业进行统计。评价结果化工厂污染负荷比较高，其次是电厂。根据污染源调查结果，大气主要污染物有3种，选取排放量大、浓度高、危害大的几种污染物如SO：、NOx、CO、烟尘粉尘进行评价。评价的结果烟尘、粉尘是主要的污染物，二氧化硫次之。

1.3大气污染严重影响矿区居民身体健康

矽肺、煤肺仍是煤矿工人的主要职业病，它们分别是SiO和煤炭微粒在肺部沉积的结果，后者往往见得多。悬浮微粒中还含有微量元素汞、镉、铬、锰、锌、铅、铍、铜、砷、硒、氟等，它们影响人体呼吸道，降低肺功能，可引起多种疾病。煤炭燃烧后散布在大气悬浮微粒中的微量元素累计相当可观，以汞为例，煤平均含汞0．5mg／m。，一个煤电矿区，按燃烧煤炭400万t／a计算．将产生汞蒸气2t／a排入矿区上空。由于协同作用，煤尘使S0：、NO对呼吸道的刺激性增强4—20倍。这些因素导致矿区居民的呼吸道、心血管和癌症发病率明显高于一般城镇。大气中致癌性烃类主要来自烟尘吸附的多环、芳烃。煤炭不完全燃烧时，常伴随着热解、脱氢、聚合等反应，产生2O多种环芳烃，其中部分是致癌物，强致癌物苯并芘是其中的典型。它能促使有机物病变。

2造成矿区大气污染原因

造成矿区环境质量差的原因是多方面的，与产业结构、工业布局、交通运翰、地方工业及地理环境都有很大关系，主要有以下几个方面:

东北大学 环境科学

2.1矿区工业锅炉、窑沪。

在矿区中，用于生产、生活的锅沪很多，这些锅沪大部分装有除尘器，但由于技术间题和管理间题，除尘器运行并不理想，大多数没有达到应有的效果。在统计中，实际监测工业锅炉、窑炉1045座，按锅炉烟尘排放标准中二级标准(400mg/Nm3)进行比较，有241座烟尘排放超标，超标率为23.1﹪(表2)。尽管超标倍数不大，但其排放总量大，污染负荷高。这其中还不包括未报数据和估算出数据的锅炉数。根据1992年8月1日起开始执行的国家《锅护大气污染物排放标准》，锅沪烟尘排放浓度在原基础上要下降100-50mg/Nm3，以此衡量，现有的烟尘排放超标的锅炉数为534台，超标率为51.1﹪;另外，我国部分地区由于燃用高硫煤.大气中SO，浓度高，超标严重。因此，锅炉烟尘治理(烟气脱硫)将面临更严峻的形势。

2.2矿区居民炊事、采暖。

我国矿区居民住宿较为分散，除少数矿采取集中供气供暖外绝大部分矿区炊事、采暖以直接燃煤为主。身临矿区，用煤方便，大量燃用原煤。一方面造成原煤的浪费，另一方面产生严重大气污染这些小煤护基本上没有经过治理，同时又缺乏统一的管理，数量多，而且低空排放，烟尘难以扩散，对矿区大气污染贡献很大。

2.3煤矿生产、运输扬尘。

在煤炭生产过程中，采煤工作面会产生大量煤尘，危害矿工健康。同样，在并上由于煤炭的装卸、运输也会产生大量扬尘。矿区的主要公路上，汽车过处，尘土四起，对矿区环境影响很大。

东北大学 环境科学对策

3.1

加强管理

（1）实现煤气化。利用矿区的煤炭优势，大力发展煤气化，使矿区居民能烧上洁净、少污染的燃料在矿区经济条件允许的情况下，这将是减少污染、方便生活的最佳方法，也是未来生活发展的必然趋势。

（2）推厂型煤。在矿以有大重的远赚煤泥和矿井水中沉淀下来的煤泥，通过加工做成型煤加以推广使用，既可以充分利用煤泥，又可以减少因烧原煤而造成的能源浪费和对矿区环境的污染。且建型煤厂投资少、见效快、有成熟的技术。在现有的经济状况下推广使用型煤是节约能源、减少矿区污染有效而现实的方法。平顶山矿务局七矿就是利用矿井水中沉淀下的煤泥加入添加剂制成型煤，经济效益、环境效益显著。

（3）集中供暖和热电联供。在北方，居民区相对集中的矿区，可采取集中供暖和热电联供的方法。这样可以消除大量小煤沪，而且集中供暖锅护燃烧效率高，热能使用效率也高。同时又可以使用高烟囱和高效治理设备便于除尘，高空排放，SO2 , TSP等污染物易于扩散，既方便了居民的生活，也缓解了空气污染程度。

（4）抑制扬尘。在采煤过程中，产生大量矿井水.在不缺水的矿，这些矿井水不经处理或稍加处理就排掉了，造成大量的水资源浪费。利用矿井水在煤炭装卸处和矿区主要公路以及易产生扬尘的场地进行喷洒，可大大降低地面扬尘对大气的污染，是简便有效的方法。

（5）除尘器更新、改造。煤矿矿区现有的锅护除尘器多为单筒旋风除尘器，是一种易磨损、易漏风、易堵塞的除尘系统，除尘效率比较低.通过更新、改造，采用多管旋风除尘器等高效除尘系统，可大大提高除尘效果。在燃烧高硫煤地区，采用湿法除尘代替干法除尘，即采用水膜除尘器，可降低烟气中SO:的排放量。

（6）加强管理。矿区绝大部分锅沪装有除尘器，然而，由于管理不善造成除尘器效率低甚至失效，跑、冒严重.因此要加强科学管理，对除尘器定期检查其运行状态，随时排除故障，这样才能保证除尘效率，保证矿区大气环境质量。

3.2制定新的排放标准

3.2.1现行排放标准存在的问题

(1)指标针对性不强。大气污染物综合排放标准，规定的指标是针对全国各行企业，概括性强，难以做到具体和针对性。每个行业的生产工序污染源产生强度不同，治理措施不同，要求的排放限值也不尽相同，综合指标难以正确涵盖各行业的污染排放限值。

(2)指标不全。缺少排放总量控制指标。如原标准对排气筒的排放限值设定最高允许排放浓度和最高允许排放速率，只有这两个指标还不能达到总量控制要求，而总量控制是我们的治理目标,只有规定单位产品允许排放量指标，才能真正控制企业的排放总量。(3)限值宽松。矿山粉尘排放限值为120mg/m3(矽尘)和150 mg/m3(其它)。30年来大气排放标准3次修订，而这一限值基本没变。当前粉尘控制技术和除尘装置国内已很成熟，很多企业采用布袋、静电等除尘器，使排放浓度大幅度下降，若仍执行宽松标准将阻碍部分企业和工序采用高效除尘器，也不利于进行生产工艺改造，影响环境进一步改善。(4)未强制执行无组织排放限值。企业目前二次污染和分散尘源产生的无组织排放严重污染环境，原标准虽然制订出无组织的排放限值，但未规定要强制执行，实际上目前尚未执

东北大学 环境科学

无组织排放标准。

(5)未规定污染控制技术管理措施。鉴于现有排放标准存在的上述问题，已不能适应当前发展循环经济的战略要求，矿山环境形势依然相当严峻，污染物排放总量仍然很大，环境质量仍在恶化。现行标准宽松的限值，不能促进环保技术的发展和末端治理技术的进步，也助长了矿山盲目建设投资，与发达国家排放标准相比落后一大截，难以和国际接轨。根据国家环保法规、经济实力和矿山技术发展水平，有针对性地制订一个技术先进、经济合理，环境容许，实践可行，且符合清洁生产要求的矿山大气污染物排放标准十分必要。3.2.2制订新标准应遵循的原则

(1)以科学发展观为指导，以实现经济、社会的可持续发展为目标，以国家环境保护相关法律、法规、规章、政策和规划为根据，通过制定和实施标准，促进环境效益、经济效益和社会效益的统一。

(2)与现行环保法律，法规，政策协调配套与现行环境保护方针相一致，贯彻清洁生产原则和节能减排方针。

(3)技术经济可行性。与经济、技术发展水平和相关方的承受能力相适应，既考虑到采矿、选矿工业污染物对环境污染的实际情况，又考虑到环境治理技术的实际水平，通过排放标准的制订，能促进污染者积极采用先进的生产工艺和污染防治技术，既促进采矿选矿工业的发展又保护矿区的环境。

(4)先进性、科学性和可操性。能够代表矿山企业先进清洁生产技术、治理技术和发展方向，对高能耗、高物耗、污染严重的落后工艺不作为编制依据。

(5)分类控制。矿山建设的时间不同，应体现现源和新源污染物排放标准的不同，对新设立污染源应根据国际先进的污染控制技术设定严格的排放限值，对现有污染源，应根较先进技术设定排放限值，并规定在一定时期内达到或接近新源排放限值。

3.3调整产业结构，调整工业布局

随着中心城区煤矿开采的衰竭，要加强煤矿用地的环境保护，有条件的要加以综合利用，没有条件的要进行绿化防护。

1994年对位于市区内的重点污染企业实施搬迁或转产，焦作市铝厂、水泥厂熟料基地已搬迁至郊外，第一水泥厂、群英厂等也在逐步整治和转产，近期将中心城污染最严重的三个水泥厂，三个化工厂，三个冶炼厂，三个耐火材料厂以及其它累计17个工业企业，搬出中心城区，分别是：群英水泥厂、第一水泥厂、焦作水泥厂、化

一、化二的九车间、化三轧钢厂、建筑材料厂、金属冶炼厂、电镀厂、金属结构厂、陶

一、陶

二、陶

三、耐一耐墙南耐火厂、墙南造纸厂。

在焦作新城区大量布局和发展第三产业以及高技术、无污染的工业项目。

新发展城区基本上规划了六个工业区：①李万、丰收路两组团，起步发展区各规划一处无污染、高技术工业区；②西站规划一处无污染工业区；③马村规划一处工业区；④待王、中站各规划一处老城搬迁工业区和新工业区。

3.4积极发展基础设施建设

实现集中供热和城市气化，防止散烧原煤、减少低空排烟，它是城市环境综合整治的重要内容，是防止大气污染的基本措施。当前，我国多数煤矿城镇仍有大量可燃气体和余热资

东北大学 环境科学

源没有得到充分的利用，被水、汽、渣带走或是放空，实践证明，回收利用可燃气体和余热资源，或以低热值气体燃料代替工业锅炉和窑炉燃用的焦炉气、天然气或石油液化气，并可以将其用于集中供热和城市气化，我国高瓦斯矿占40％，四川I、湖南、贵州以及抚顺、阳泉、鹤壁在利用瓦斯气作城市煤气方面已取得显着的成绩，不仅保证井下安全生产和改善大气环境，而且可以节资增效。如焦作市于1993年和1994年集中力量热电厂和煤制气两项工程，从而减少了原煤的燃烧，煤气公司还利用煤矿排放的瓦斯气用来作为城市煤气的补充，化工二厂的废热蒸汽作为城市的热力资源供应供给城区的宾馆、饭店、居民住宅取暖；有效地遏制了大气污染。根据国家“西气东输”工程计划，建设天然气利用工程，建设规模为年供天然气5亿立方米。工程总投资2．9067亿元。为配合天然气利用工程，焦南组团的工业，公共福利、行政事业单位和居民住户将采用小区液化气管道供气，待天然气进入后进行替换。老城区管道燃气用户将增加到5000户。

3.5大力发展煤炭深加工利用技术

燃煤对大气的污染程度和煤炭的质量有关，减轻或控制其对大气污染的主要途径是采用先进的固硫和脱硫技术(如发展石灰固硫技术)，提高煤炭的质量。对选后的煤矸石，因其硫分集中，为防止自燃，污染大气，应积极回收其中的硫铁矿和低热值煤炭。以煤矸石为主要燃料的焦作演马矸石电站的建成为焦作市煤炭洁净综合利用提供了很好的示范作用。

3.6推广烟气净化技术

以一个装机容量为100万kw的发电厂为例，每年从烟囱中排出的二氧化硫、氮氧化合物、二氧化碳和粉尘等污染物的数量约分别为11t、27t、800t和10万t，排出的酸性气体和灰尘形成的酸雨，危害动植物、使森林枯萎、土壤变质、建筑物损蚀，大气中过量的二氧化碳加剧了“温室效应”，破坏生态平衡。因此，采用先进的烟气净化技术就十分重要。在治理粉尘污染方面，应针对不同情况，选用适宜的除尘装置，大容量的燃煤电厂，宜采用高效的电除尘设备；中、小型燃煤电厂和工业锅炉，宜采用静电、文丘里等除尘技术；在煤炭储运过程中，应推广密闭式作业．控制烟气污染与企业技术改造结合进行，依靠技术进步，积极改造落后的生产工艺和设备，首先把烟尘、二氧化硫等有害气体最大限度地消除在生产过程中，然后再对其进行烟气净化。总结

我国金属矿山大气污染形势依然严峻，为推进环保工作的发展，制订或修订排放标准的任务刻不容缓。国家制订的各项排放标准是环境影响评价、污染源治理、排污收费等各项环境管理和环境执法的重要技术依据，在环境保护工作中发挥着重要的基础性作用。制订污染排放标准，以控制和削减污染物排放总量，促进环境质量改善为目标，以矿山清洁生产工艺和先进的末端治理技术为依托，考虑到企业的经济承受能力，参照发达国家的排放限值，尽快制订出行业污染物排放的新标准。