隨著(zhù)我國煤炭開(kāi)采技術(shù)水平的不斷提高，單礦井煤炭產(chǎn)量大幅度提高，地面煤倉的倉容體積也隨之不斷加大，煤炭地面儲存成為從井下開(kāi)采到地面加工、洗選、銷(xiāo)售過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節，煤炭地面儲存方式大多為圓筒形煤倉儲存，煤炭仍向封閉的地面煤倉釋放大量瓦斯，特別是一些高瓦斯礦井，煤倉瓦斯積聚超限現象時(shí)有發(fā)生；煤炭在入倉、放倉過(guò)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，嚴重影響工人的身體健康，另一方面，粉塵都具有爆炸性，當粉塵顆粒達到濃度時(shí)會(huì )引起爆炸，嚴重威脅著(zhù)及洗煤廠(chǎng)的生產(chǎn)，威脅著(zhù)工人的人身，給工作環(huán)境和生活環(huán)境帶來(lái)的危害。煤倉內粉塵和瓦斯的治理問(wèn)題日漸突出，并時(shí)有此類(lèi)事故發(fā)生。國內各洗煤廠(chǎng)大都采取了相應措施，例如，淮南礦業(yè)（集團）有限責任公司望峰崗選煤廠(chǎng)工程技術(shù)人員經(jīng)過(guò)現場(chǎng)勘察，在煤倉頂安裝一臺隔爆軸流式風(fēng)機，向煤倉內灌入大量空氣，在原煤倉頂部安裝一個(gè)630mm、高12m的瓦斯排放管；也有企業(yè)采用軸流風(fēng)機機械抽排風(fēng)的措施；晉城礦業(yè)集團有限責任公司成莊礦洗煤廠(chǎng)采用倉壁開(kāi)孔、加裝自然通風(fēng)管和優(yōu)化通風(fēng)管路等技術(shù)手段解決倉內瓦斯集聚問(wèn)題。對于煤倉內粉塵的治理這多采用安裝導料槽，落料點(diǎn)密閉，配合除塵器機械除塵方式措施，或采用對揚塵點(diǎn)進(jìn)行噴霧的方式實(shí)現粉塵的治理和無(wú)組織排放。

上述針對煤倉內瓦斯和粉塵的治理措施在運行過(guò)程中都取得了較好的效果，但仍然存在能耗高、性差、氣體排放不達標等問(wèn)題，特別是瓦斯抽排過(guò)程中，廢氣攜帶大量粉塵直接排入大氣，且煤倉一般位于廠(chǎng)區內顯著(zhù)位置，嚴重影響環(huán)境和文明生產(chǎn)形象。所以在煤倉粉塵和瓦斯治理方面仍有待進(jìn)一步研究、應用和推廣。

1.煤倉內粉塵及瓦斯產(chǎn)生原因分析

經(jīng)多座選煤廠(chǎng)的調查反映，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)礦井設計規范》、《煤炭工業(yè)選煤廠(chǎng)設計規范》執行來(lái)的情況看，按此指標設計能夠符合環(huán)境保護要求。因此，以外在水分7%作為設計除塵裝置的分界線(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數煤炭進(jìn)開(kāi)采出地面后，在輸送過(guò)程中水分流失，外在水分一般在7%以下，易產(chǎn)生揚塵。煤炭經(jīng)膠帶運輸上倉，再由配煤膠帶直接落入倉內，物料量大，落差大，在進(jìn)倉過(guò)程中倉內空氣受到擠壓向動(dòng)，與下落的物料相對沖，使物料散化，物料落入倉頂產(chǎn)生沖擊氣流也隨之上升，隨著(zhù)倉內物料增多，倉內氣壓升高，大量含塵氣流從卸料口向外涌出，因此煤倉內成為嚴重的產(chǎn)塵點(diǎn)之一。

另外，煤炭在從地下開(kāi)采出來(lái)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，在倉內儲存過(guò)程中，瓦斯不斷在儲煤位與倉頂之間的空間內積聚，極易濃度超限，或從落料口排入倉頂建筑內，造成隱患。

2.現有技術(shù)措施的不足

針對煤倉內粉塵和瓦斯的治理，現階段大部分采用的都是安裝機械通風(fēng)機，強制性的將倉內粉塵和瓦斯抽出排放，同時(shí)還裝設瓦斯監測監控系統、瓦斯電鎖閉、風(fēng)電鎖閉等保護，或者采用粉塵治理和瓦斯治理兩套系統，分別獨立運行，這些措施控制了事故的發(fā)生，但仍存在問(wèn)題。

（1）通風(fēng)機長(cháng)時(shí)間不間斷運行，難免會(huì )發(fā)生故障，系統性不強，檢修期間若瓦斯及粉塵濃度超限，系統重新啟動(dòng)時(shí)存在隱患。

（2）倉內粉塵經(jīng)通風(fēng)機抽出后，未經(jīng)過(guò)濾處理，直接排入大氣，排放濃度不達標，容易造成環(huán)境污染，且排放口一般都位于項目顯著(zhù)位置，嚴重影響整體環(huán)保形象和文明生產(chǎn)，該問(wèn)題在現有運行系統中為突出。

（3）風(fēng)機不間斷運行，電能消耗較大，不節能，且噪音大，影響周邊環(huán)境。

（4）雙系統治理措施系統復雜，投入較高，且有時(shí)2套系統還存在相互干擾，達不到理想效果。

3.倉頂式布袋除塵器治理粉塵瓦斯措施

針對系統中存在的問(wèn)題，考慮利用倉頂式布袋除塵器來(lái)對倉內粉塵和瓦斯進(jìn)行同時(shí)治理，達到、穩定、、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用過(guò)濾機理，是重力、篩濾、慣性碰撞、吸附效應和擴散與靜電吸引等各種力的綜合效應。當含塵氣流經(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??；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(zhù)在濾料上的一次塵，用來(lái)過(guò)濾后來(lái)的二次塵，即用粉塵過(guò)濾粉塵，從而提器的除塵效率。布袋除塵器的除塵過(guò)濾原理如圖1所示。在此過(guò)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)系統主要由氣體檢測系統、倉頂袋式除塵器、式風(fēng)機、放空管及風(fēng)帽組成。

煤倉內瓦斯及粉塵大量聚集在倉體頂部，倉頂落煤口面積有限，不利于自然排出，所以在倉頂結構允許位置預留倉頂袋式除塵器安裝位置，除塵器與倉體預留口做密閉處理，放空管通至室外。系統運行時(shí)，倉內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(guò)除塵器內濾料過(guò)濾后，經(jīng)式風(fēng)機排出，除塵效率≥，排氣達到排放標準；濾料上的積塵，在倉內瓦斯和粉塵濃度正常的情況下，定期進(jìn)行清理。

式風(fēng)機安裝于倉頂合理位置，或與除塵器集成安裝，風(fēng)機風(fēng)量按照煤倉容積每小時(shí)換氣0．5～1．0次計算，風(fēng)壓按克服整個(gè)系統阻力計算，并留有余壓；除塵器選型按照風(fēng)量計算，濾料過(guò)濾風(fēng)速為2．0～3．5m3/min。風(fēng)機可與除塵器集成布置，也可安裝在屋面或室內樓板上，風(fēng)機安裝做減震處理；風(fēng)機控制系統與煤倉生產(chǎn)系統和氣體監控系統聯(lián)動(dòng)，也可單獨控制；物料進(jìn)倉時(shí)，除塵器與膠帶輸送系統同時(shí)工作，不配倉時(shí)，除塵器與瓦斯傳感器聯(lián)動(dòng)控制，瓦斯濃度達到設定限值時(shí)，除塵器風(fēng)機啟動(dòng)，達到值時(shí)系統停止運行，便于日常管理。

倉內保持負壓狀態(tài)，煤炭入倉時(shí)，室外空氣通過(guò)落料口隨煤炭一起進(jìn)入，及增加了倉內新鮮空氣量，又減少了落料點(diǎn)的揚塵產(chǎn)生。在條件允許的情況下，倉頂可設備用系統，當一套系統檢修時(shí)，另一套系統可正常工作，提高系統的性。

4.應用實(shí)例

該技術(shù)已廣泛應用于礦井、選煤廠(chǎng)倉儲系統中，取得了明顯的社會(huì )經(jīng)濟效益。其中山西潞安集團李陽(yáng)煤礦選煤廠(chǎng)設計年洗選能力1.80Mt/a，選煤廠(chǎng)設置一座直徑22.0m原煤筒倉，倉體高度27.8m，設計儲煤力能10kt。煤倉上部設兩條原煤配倉膠帶，倉下采用帶式給料機排料，倉頂設置4個(gè)落料口。原設計中，在倉頂設有兩臺FBDC抽出式局部通風(fēng)機，單臺風(fēng)量245～380m3/min，單臺耗電功率11kW，運行后，倉內瓦斯濃度一直保持在正常水平，但風(fēng)機排風(fēng)口粉塵濃度較大，達不到排放要求，對該項目進(jìn)行改造后，將原有通風(fēng)機拆除，更換為2臺LNGM-CD型倉頂脈沖袋式除塵器，單臺處理風(fēng)量6800m3/h，風(fēng)機采用風(fēng)機，單臺耗電功率4kW。投入運行后，倉內瓦斯濃度保持正常水平，排風(fēng)口粉塵濃度大幅降低，達到環(huán)保排放要求。

該技術(shù)在諸多項目應用中有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）煤倉內瓦斯濃度控制，且粉塵排放濃度達到相關(guān)規定要求，大幅增強了礦井的生產(chǎn)。

（2）系統運行時(shí)間縮減，機械損耗和電力成本大為降低。

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

（4）日常維護、定期檢修成本下降。

（5）效益，該系統為積極主動(dòng)型系統，以預防為主，超標報警即時(shí)處理為輔，大限度地了瓦斯和粉塵超標事故的發(fā)生。

（6）環(huán)境效益，場(chǎng)內的粉塵經(jīng)除塵器過(guò)濾，除塵效率≥，排氣達到排放標準；落料口為負壓區域，揚塵擴散到倉頂建筑人員作業(yè)區域，了工人的職業(yè)健康。

5.結語(yǔ)

倉頂式布袋除塵器綜合治理粉塵瓦斯系統具有，安裝施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。煤倉瓦斯和粉塵同時(shí)治理，一方面使倉內粉塵瓦斯濃度低于限值，另一方面使氣體排放含塵濃度滿(mǎn)足大氣污染物排放標準。風(fēng)機控制系統與煤倉生產(chǎn)系統和氣體監控系統聯(lián)動(dòng)，也可單獨控制，便于日常管理，值得各煤炭企業(yè)大力推廣。隨著(zhù)煤倉技術(shù)的不斷發(fā)展及的出現（如煤倉充氮惰化技術(shù)、煤倉技術(shù)等），倉頂式布袋除塵器綜合治理粉塵瓦斯系統應有針對性的進(jìn)行適當調整，使其普遍適用性。