论文部分内容阅读
【摘 要】 近年来，矿山机械设备企业根据矿业工作者对工作环境的需求，越来越注重对高效、节能环保设备的研发和生产。在采矿工艺、矿石运输、选矿工艺、选矿废水治理、生产废水、尾矿和废石综合利用等全过程中节能与环保方案的选择，通过各方案的权衡与综合，从中评价出科学、合理、可行、有效的最佳方案，减缓环境污染和生态破坏，以实现社会、经济、环境的协调发展。
【关键词】 矿山；工艺；节能；环保
一、采选节能方案
根据《中华人民共和国节约能源法》，能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位的原则，设计中把节能降耗作为降低产品成本的重要措施，在设备材料选择、工艺设计等方面充分考虑节能降耗。
（一）采矿设计中的节能措施
（1）采用节能新技术、新工艺，选用大型、电动采矿设备，生产能力大，效率高，能耗低；
（2）采用多级站通风，变频调速，根据井下工况调节风机工作台数及功率，节能效果好，各级机站风机和局扇均采用节能型；
（3）采用全尾砂做充填材料，選厂全尾砂可不经浓密机浓缩直接进入立式砂仓或深锥浓密机絮凝浓缩，节省了尾矿浓缩和尾矿输送能耗；
（4）井下矿岩采用铁路运输，实现无动力卸矿，采用计算机调度控制系统，节能且安全；
（5）充填、提升、排水、通风、压气和破碎等系统采用自动化控制，为降低电耗创造了条件；
（6）采用节能型的建筑结构材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少能耗。
（二）选矿设计中的节能措施
（1）在工艺设备布置时尽量紧凑，缩短矿浆水平输送距离和垂直输送扬程，减少带式输送机的运输距离和高差，尽量使部分矿浆自流运输。
（2）选用新型高效节能的HP系列中、细碎圆锥破碎机，入磨粒度细，实现了多碎少磨。
（3）按照“能选早选，该丢早丢”的原则，采用阶段磨矿、阶段选别流程，尽早排出已单体分离的脉石。
（4）合理选用大型设备，减少设备台数，提高单机产量，降低能耗。
（5）选用细筛、高效浓缩机等技术可靠、高效节能的设
（6）采用高浓度尾矿输送，减少尾矿输送量。
（三）控制系统采用的节能措施
尾矿输送系统的渣浆泵和风机、水泵类设备采用变频调速控制。采用自动化控制技术提高能源利用率。
（四）电气节能措施
（1）配合工艺选用较高电压等级的传动电机，减少中间变压器的损耗。对恒速连续运行的球磨机选用10kV同步电动机，减少无功补偿装置的投资及能源损耗。
（2）选用新系列节能变压器和电动机，采用电力电子节电技术。
（3）对车间和生活福利设施的照明，尽量采用荧光灯、钠灯或其它高效光源，不用白炽灯。对纳灯、荧光灯采用就地安装电容器方式补偿无功损耗。
（4）采用静电电容器逐级进行无功补偿，降低线路损耗。
（五）建筑节能
采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少采暖、照明的能耗。
二、建设与生产对环境的影响
矿山采选设计主要有主井、副井、斜坡道、南北回风井等地下采矿设施，选矿厂、地面充填站、临时废石堆场、尾矿库，锅炉房、办公楼等公用辅助设施。对环境的影响主要有如下几个方面：
（一）对生态环境的影响
（1）土地利用类型、地形地貌的变化
采用充填采矿法，主要特点是用尾砂充填地下采空区，避免了地表塌陷造成的生态环境破坏。但由于尾矿产出量大于充填用量，仍有部分尾矿需要地面排放。因此尾矿库占地、选矿厂及井口工业场区永久占地和道路占地使耕地及未利用荒地减少；工业建筑、设施的建设改变了原有的地貌景观，对当地生态环境造成一定的影响。
（2）对动、植物的影响
矿区开发建设用地造成农作物和植被减少，将使当地生态环境发生一定变化。
（3）水文地质环境的破坏
矿坑排水疏干会导致附近的地下水水位下降，从而破坏土壤结构，并加剧产生地裂缝、塌陷等次生地质灾害的可能性。此外，地下水位下降将会危及区内饮用水源，可能会引起地表变形，植被枯亡。
（4）水土流失
矿山地表基本为平地，开采过程地表形态和植被虽然遭到一定破坏，但对水土流失影响很小。
（二）主要污染源和污染物
（1）大气污染源、污染物
地下采场凿岩、爆破、铲运、粗破碎、提升等工序产生工业粉尘、燃油设备尾气、爆破有害气体CO等；选矿厂中细破碎、筛分，充填料制备等作业主要产生粉尘；锅炉燃煤产生烟气等。
（2）废水
主要有选矿生产废水、生活污水及矿坑涌水，全部处理回用于生产。
（3）固体废物
包括地下采场采出的部分废石；用于充填后剩余的尾砂；锅炉燃煤产生的燃煤灰渣；职工办公、生活产生的垃圾。
（4）噪声和振动
采场作业对环境易造成影响的污染源主要为采场工业场地作业噪声、井下风机和水泵运转噪声、空压机运转噪声、充填站设备运转噪声等。
选矿噪声源主要集中在中细碎车间、筛分车间、选矿主厂房、精矿等设备运转噪声。地面辅助作业噪声主要来源于锅炉房风机。振动主要产生在井下爆破作业环节。
三、环境保护措施方案
环境保护设计充分考虑了项目所在地的地理、生态环境等的状况，最大限度地减少对环境的影响。
（一）生态环境保护措施
（1）工艺方法、装备
采用国家政策鼓励的充填法采矿工艺，全尾矿充填采空区，井下掘进废石尽量不出井就地充填，避免地表产生塌陷，减少尾矿和废石占地，最大限度保护地形地貌及地表植被。 （2）绿化及复垦
对选矿厂、工业场地及道路两侧等种植树木花草进行绿化。尾矿库在整个矿区服务期满后，执行闭矿复垦计划。根据宜农则农、宜林则林原则，对选矿厂区和工业场地进行植被恢复。采取绿化、复垦、恢复植被措施后，可有效减缓对生态环境的影响。
（3）水土流失
采取厂区及道路排水。施工期在表土临时堆场设置拦挡、苫盖措施，根据工程情况建设临时排水沟和临时沉淀池，弃土和废石等固废在运输过程均采取苫盖措施且路面采取洒水措施，在采取以上措施情况下可最大程度减少施工期水土流失量；另外运营阶段应注重对周边地区地下水位的监测。
（二）三废控制措施
（1）废气污染控制措施
采矿在凿岩、爆破、铲装、运输等过程中产生大量粉尘，采取湿式凿岩，爆堆洒水，放矿点喷雾洒水等措施以抑制粉尘；地下破碎硐室设置高效除尘机组，采用大风量抽排风系统等。
矿石在地面破碎、筛分、储运、磨选过程以及充填站均产生不同浓度的粉尘。设计对各产尘点分别采取抑尘、除尘措施。在地面破碎站设气箱式脉冲袋式除尘器；中碎车间设长袋低压脉冲除尘器；筛分车间设长袋低压脉冲除尘器；磨矿仓上部设气箱式脉冲袋式除尘器；充填站设袋式除尘器。
（2）水污染控制措施
矿坑涌水经处理后全部用于生产用水，提高矿坑水利用率。生活污水包括化验、食堂、浴室等生活用水，经化粪池及地埋式污水处理设备处理后回用于生产。全厂生产、生活废水零排放。
（3）固体废物污染控制
基建期掘进的废石存放于地表临时堆场，可用于填方、尾矿库筑坝、道路建设等。生产期掘进的废石大部分提升至上一中段用于充填，剩下的存放于地表临时堆场。充填剩余尾砂送尾矿库贮存。生活垃圾，运至生活垃圾处理厂处置。
（4）噪声污染控制措施
对地面高噪声设备室内布置，加装消声减振设施；锅炉鼓、引风机室内布置，进风口安装消音器；球磨机等加减振垫等。采取噪声控制措施后，使工业场区边界噪声符合相应标准限值要求。
（5）振动
振动主要是松动爆破引起的。设计严格遵守有关矿山爆破安全规程，采用微差控制爆破等，减少对环境的影响。
四、结束语
矿山采选项目各环节的节能与环境保护方案不是唯一的，需要我们在理论和实践中予以探讨和归纳总结，寻找到最佳方案，最大程度地保护环境。尽管有些节能与环境保护方案从近期来看，成本可能较高，但从长远来看，将会是社会、经济、环境共赢的方案。
参考文献：
[1]《中华人民共和国节约能源法》（2008年4月1日起施行）
[2]《工業企业厂界环境噪声排放标准》GB12348—2008
[3]《有色金属工业环境保护设计技术规范》YS5017—2004；
[4]《有色金属工业项目可行性研究报告编制原则规定（试行）》2001.10
[5]《节能减排综合性工作方案》（2007年6月3日起施行）
[6]《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）
[7]有色金属工业节能设计技术规定（1986年）
【关键词】 矿山；工艺；节能；环保
一、采选节能方案
根据《中华人民共和国节约能源法》，能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位的原则，设计中把节能降耗作为降低产品成本的重要措施，在设备材料选择、工艺设计等方面充分考虑节能降耗。
（一）采矿设计中的节能措施
（1）采用节能新技术、新工艺，选用大型、电动采矿设备，生产能力大，效率高，能耗低；
（2）采用多级站通风，变频调速，根据井下工况调节风机工作台数及功率，节能效果好，各级机站风机和局扇均采用节能型；
（3）采用全尾砂做充填材料，選厂全尾砂可不经浓密机浓缩直接进入立式砂仓或深锥浓密机絮凝浓缩，节省了尾矿浓缩和尾矿输送能耗；
（4）井下矿岩采用铁路运输，实现无动力卸矿，采用计算机调度控制系统，节能且安全；
（5）充填、提升、排水、通风、压气和破碎等系统采用自动化控制，为降低电耗创造了条件；
（6）采用节能型的建筑结构材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少能耗。
（二）选矿设计中的节能措施
（1）在工艺设备布置时尽量紧凑，缩短矿浆水平输送距离和垂直输送扬程，减少带式输送机的运输距离和高差，尽量使部分矿浆自流运输。
（2）选用新型高效节能的HP系列中、细碎圆锥破碎机，入磨粒度细，实现了多碎少磨。
（3）按照“能选早选，该丢早丢”的原则，采用阶段磨矿、阶段选别流程，尽早排出已单体分离的脉石。
（4）合理选用大型设备，减少设备台数，提高单机产量，降低能耗。
（5）选用细筛、高效浓缩机等技术可靠、高效节能的设
（6）采用高浓度尾矿输送，减少尾矿输送量。
（三）控制系统采用的节能措施
尾矿输送系统的渣浆泵和风机、水泵类设备采用变频调速控制。采用自动化控制技术提高能源利用率。
（四）电气节能措施
（1）配合工艺选用较高电压等级的传动电机，减少中间变压器的损耗。对恒速连续运行的球磨机选用10kV同步电动机，减少无功补偿装置的投资及能源损耗。
（2）选用新系列节能变压器和电动机，采用电力电子节电技术。
（3）对车间和生活福利设施的照明，尽量采用荧光灯、钠灯或其它高效光源，不用白炽灯。对纳灯、荧光灯采用就地安装电容器方式补偿无功损耗。
（4）采用静电电容器逐级进行无功补偿，降低线路损耗。
（五）建筑节能
采用节能型的建筑结构、材料、器具和产品，提高保温隔热性能，减少采暖、照明的能耗。
二、建设与生产对环境的影响
矿山采选设计主要有主井、副井、斜坡道、南北回风井等地下采矿设施，选矿厂、地面充填站、临时废石堆场、尾矿库，锅炉房、办公楼等公用辅助设施。对环境的影响主要有如下几个方面：
（一）对生态环境的影响
（1）土地利用类型、地形地貌的变化
采用充填采矿法，主要特点是用尾砂充填地下采空区，避免了地表塌陷造成的生态环境破坏。但由于尾矿产出量大于充填用量，仍有部分尾矿需要地面排放。因此尾矿库占地、选矿厂及井口工业场区永久占地和道路占地使耕地及未利用荒地减少；工业建筑、设施的建设改变了原有的地貌景观，对当地生态环境造成一定的影响。
（2）对动、植物的影响
矿区开发建设用地造成农作物和植被减少，将使当地生态环境发生一定变化。
（3）水文地质环境的破坏
矿坑排水疏干会导致附近的地下水水位下降，从而破坏土壤结构，并加剧产生地裂缝、塌陷等次生地质灾害的可能性。此外，地下水位下降将会危及区内饮用水源，可能会引起地表变形，植被枯亡。
（4）水土流失
矿山地表基本为平地，开采过程地表形态和植被虽然遭到一定破坏，但对水土流失影响很小。
（二）主要污染源和污染物
（1）大气污染源、污染物
地下采场凿岩、爆破、铲运、粗破碎、提升等工序产生工业粉尘、燃油设备尾气、爆破有害气体CO等；选矿厂中细破碎、筛分，充填料制备等作业主要产生粉尘；锅炉燃煤产生烟气等。
（2）废水
主要有选矿生产废水、生活污水及矿坑涌水，全部处理回用于生产。
（3）固体废物
包括地下采场采出的部分废石；用于充填后剩余的尾砂；锅炉燃煤产生的燃煤灰渣；职工办公、生活产生的垃圾。
（4）噪声和振动
采场作业对环境易造成影响的污染源主要为采场工业场地作业噪声、井下风机和水泵运转噪声、空压机运转噪声、充填站设备运转噪声等。
选矿噪声源主要集中在中细碎车间、筛分车间、选矿主厂房、精矿等设备运转噪声。地面辅助作业噪声主要来源于锅炉房风机。振动主要产生在井下爆破作业环节。
三、环境保护措施方案
环境保护设计充分考虑了项目所在地的地理、生态环境等的状况，最大限度地减少对环境的影响。
（一）生态环境保护措施
（1）工艺方法、装备
采用国家政策鼓励的充填法采矿工艺，全尾矿充填采空区，井下掘进废石尽量不出井就地充填，避免地表产生塌陷，减少尾矿和废石占地，最大限度保护地形地貌及地表植被。 （2）绿化及复垦
对选矿厂、工业场地及道路两侧等种植树木花草进行绿化。尾矿库在整个矿区服务期满后，执行闭矿复垦计划。根据宜农则农、宜林则林原则，对选矿厂区和工业场地进行植被恢复。采取绿化、复垦、恢复植被措施后，可有效减缓对生态环境的影响。
（3）水土流失
采取厂区及道路排水。施工期在表土临时堆场设置拦挡、苫盖措施，根据工程情况建设临时排水沟和临时沉淀池，弃土和废石等固废在运输过程均采取苫盖措施且路面采取洒水措施，在采取以上措施情况下可最大程度减少施工期水土流失量；另外运营阶段应注重对周边地区地下水位的监测。
（二）三废控制措施
（1）废气污染控制措施
采矿在凿岩、爆破、铲装、运输等过程中产生大量粉尘，采取湿式凿岩，爆堆洒水，放矿点喷雾洒水等措施以抑制粉尘；地下破碎硐室设置高效除尘机组，采用大风量抽排风系统等。
矿石在地面破碎、筛分、储运、磨选过程以及充填站均产生不同浓度的粉尘。设计对各产尘点分别采取抑尘、除尘措施。在地面破碎站设气箱式脉冲袋式除尘器；中碎车间设长袋低压脉冲除尘器；筛分车间设长袋低压脉冲除尘器；磨矿仓上部设气箱式脉冲袋式除尘器；充填站设袋式除尘器。
（2）水污染控制措施
矿坑涌水经处理后全部用于生产用水，提高矿坑水利用率。生活污水包括化验、食堂、浴室等生活用水，经化粪池及地埋式污水处理设备处理后回用于生产。全厂生产、生活废水零排放。
（3）固体废物污染控制
基建期掘进的废石存放于地表临时堆场，可用于填方、尾矿库筑坝、道路建设等。生产期掘进的废石大部分提升至上一中段用于充填，剩下的存放于地表临时堆场。充填剩余尾砂送尾矿库贮存。生活垃圾，运至生活垃圾处理厂处置。
（4）噪声污染控制措施
对地面高噪声设备室内布置，加装消声减振设施；锅炉鼓、引风机室内布置，进风口安装消音器；球磨机等加减振垫等。采取噪声控制措施后，使工业场区边界噪声符合相应标准限值要求。
（5）振动
振动主要是松动爆破引起的。设计严格遵守有关矿山爆破安全规程，采用微差控制爆破等，减少对环境的影响。
四、结束语
矿山采选项目各环节的节能与环境保护方案不是唯一的，需要我们在理论和实践中予以探讨和归纳总结，寻找到最佳方案，最大程度地保护环境。尽管有些节能与环境保护方案从近期来看，成本可能较高，但从长远来看，将会是社会、经济、环境共赢的方案。
参考文献：
[1]《中华人民共和国节约能源法》（2008年4月1日起施行）
[2]《工業企业厂界环境噪声排放标准》GB12348—2008
[3]《有色金属工业环境保护设计技术规范》YS5017—2004；
[4]《有色金属工业项目可行性研究报告编制原则规定（试行）》2001.10
[5]《节能减排综合性工作方案》（2007年6月3日起施行）
[6]《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）
[7]有色金属工业节能设计技术规定（1986年）