清潔生產審核重點方案實施——以張集礦為例

郭芳芳

（淮南礦業(yè)集團張集煤礦資源環(huán)境科，安徽淮南232174）

1 概 述

1.1 企業(yè)基本概況

淮南礦業(yè)集團張集煤礦位于安徽省鳳臺縣境內，是國家“九五”重點建設項目，全國煤炭基建管理體制改革試點礦井，隸屬于淮南礦業(yè)集團，是國有特大型生產礦井。張集礦采用一礦兩井管理模式，分為中央?yún)^(qū)和北區(qū)兩對井，采用分區(qū)開拓、分區(qū)通風，分別集中出煤的開采方式，核定生產能力1 240萬噸／年。

1.2 清潔生產審核概念

清潔生產審核是對企業(yè)現(xiàn)在的和計劃進行的工業(yè)生產實行預防污染的分析和評估，是企業(yè)實行清潔生產的重要前提。在實行預防污染分析和評估的過程中，制定并實施減少能源、水和原材料，消除或減少產品和生產過程中有毒物質的使用，減少各種廢棄物排放及其毒性的方案［1］。

1.3 張集礦實施清潔生產審核的必要性和意義

張集礦是年產量已達1 340萬噸的國有大型礦井，經(jīng)濟效益好，具有現(xiàn)代管理制度的工業(yè)企業(yè)。近幾年，不斷采用先進的生產工藝，提高生產技術水平。2009年9月份張集礦被確定為集團公司六家重點清潔生產審核單位之一。張集礦實施清潔生產，不僅可以有效控制環(huán)境污染、增加市場競爭力，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展［2］，還可以最大限度地減少了原料和能源的消耗，降低生產成本，綜合利用“三廢”達到循環(huán)利用目的［3］。此外，還可以進一步提高管理水平，形成有利的社會影響，為礦經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更加有利的條件。所以張集礦開展清潔生產工作十分必要，并且具有深遠的意義［4］。

2 方案篩選及審核重點確定

2.1 方案篩選

由于張集煤礦生產部門較多，確定清潔生產審核重點需結合實際情況，把見效快或具有較大清潔生產潛力的若干車間、工段或單元操作作為審核重點，即采煤工段、掘進工段、通風抽排工段、洗煤工段、提升運輸工段和綜合工段等。

經(jīng)過對礦井生產各個環(huán)節(jié)全面細致的產、排污現(xiàn)狀調查和原因分析，與煤炭行業(yè)清潔生產標準對比發(fā)現(xiàn)：通風抽排工段的瓦斯利用方面有一定的提升空間，有很大的清潔生產潛力；綜合工段的提升礦井水處理能力，提高礦井水回用空間亦有一定的削減空間；洗選工段通過設備的改進，亦有一定的清潔生產潛力。經(jīng)過分析研究，初步將抽排工段、洗選工段及綜合工段初步確定為本次清潔生產審核的審核重點，備選清潔生產審核重點情況見表1。

表1 張集礦清潔生產備選審核重點

2.2 確定審核重點

清潔生產工作首先獲得單位領導支持，在專業(yè)咨詢機構專家的指導和幫助下，經(jīng)過對員工進行專業(yè)技術培訓后，使領導和職工了解實施清潔生產對企業(yè)發(fā)展的重要性。為保證清潔生產審核的順利完成，礦成立了清潔生產領導小組，制定詳細的工作計劃，為保質保量完成清潔生產審核提供保障。經(jīng)過對張集礦生產現(xiàn)狀進行調研和考察，在預評估階段分析評估物耗大、產排污嚴重的車間工序，從而確定了我礦清潔生產的審核重點，同時分析和發(fā)現(xiàn)清潔生產的潛力和機會，提出并實施了可行的中／高費方案，即通風抽排工段提高高濃瓦斯利用率。

張集煤礦生產、排污環(huán)節(jié)較多，因此必須采用權重加和排序法才能確定出比較合理的、科學的清潔生產審核重點。備選審核重點權重分析從廢物量、能源消耗、環(huán)保費用、廢棄物毒性、清潔生產潛力、工段積極性6個方面進行打分。通過權重總和計分排序篩選方法對各種因素進行權重分析得出，抽排工段得分384、綜合工段358、提運工段185分、采煤工段295分、洗煤工段304分，抽排工段得分最高，所以抽排工段最終確定為清潔生產中／高費方案的審核重點。

3 審核重點方案評估

3.1 瓦斯抽排原理

瓦斯抽排泵站進行瓦斯抽排，通過鋪設瓦斯抽排管路，利用瓦斯抽排泵24h進行抽采工作，將抽排到地面瓦斯泵站的高濃度瓦斯進行利用，發(fā)電自用，其余的排放到大氣中。地面上的瓦斯抽排泵為永久性的，井下采用移動式的瓦斯抽排泵。

3.2 瓦斯抽采量監(jiān)測

以張集礦高濃瓦斯實施利用以前的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即2009年4月份、5月份、6月份3個月實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，從表2可以看出，實施前瓦斯的利用率僅為33%，有較大的上升空間。

表2 瓦斯抽采監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.3 生產過程評估

通過對通風抽排工段瓦斯抽排原理的闡述以及對實測數(shù)據(jù)分析，針對從影響生產過程的8個方面 入手，分析污染物產生的原因，詳見表3。

表3 張集煤礦抽排工段污染物產生原因分析

噪聲污染：由于設備長期運轉，引起設備中某些小零件的松動，與設備運轉時產生共振，就會引起很大的噪聲。另外，還有的噪聲是設備本身造成的，只有選用先進的設備才可以降低噪聲；生產工藝和過程控制是影響廢物產生的重要因素。即使設備再先進，如果過程控制水平即對各設備的操作不得當，也會產生噪聲；員工的素質如技能不強不能滿足操作設備的需要、缺乏有效的管理人員等，也會影響到噪聲的產生，但后兩者對噪聲污染程度的貢獻較小，主要還在于前兩者因素。由于噪聲主要是風機、抽排泵運行時產生的。因此，產生的主要因素為設備、其次是過程控制，與管理及員工的環(huán)保意識也有一定關系。

廢氣：瓦斯抽排尤其是高濃瓦斯的抽排量與抽采巷道的合理布置、瓦斯賦存條件及抽排過程密切相關。首先對瓦斯量及濃度進行監(jiān)測，制定抽采方案，對濃度達到利用要求的瓦斯盡量抽排到地面進行利用。因此抽排過程的控制對瓦斯抽排是很重要的。對瓦斯抽排泵及管道的維護、使用管理，是保證瓦斯從井下抽到地面并實現(xiàn)瓦斯發(fā)電的重要保障。由于瓦斯由井下高抽巷通過管道及移動抽采泵，抽排到地面泵站，再將達到發(fā)電要求的高濃瓦斯進行發(fā)電。因此，廢氣產生的主要原因為瓦斯抽排的過程控制，其次為設備。

廢水：冷卻設備長期運轉，導致設備磨損，在過程控制中，缺乏優(yōu)秀的管理人員和操作人員導致過程控制中產生冷卻水量增大。因此，廢水產生原因為管理和員工因素占較大比例。

4 清潔生產審核重點方案可行性分析

4.1 方案設計概述

張集礦高濃度瓦斯氣源截止目前，1號機運行4 493h、2號機運行4 631h，運行至今，共發(fā)電1 558萬kW·h，利用純瓦斯氣51 946萬m3。瓦斯利用率有進一步提升空間，因此提高高濃瓦斯利用率將作為清潔生產審核重點，方案設計如表4。

表4 提高高濃瓦斯利用率方案

瓦斯抽排泵站進行瓦斯抽排，通過鋪設瓦斯抽排管路，利用瓦斯抽排泵24小時運行進行抽采工作，將抽排到地面瓦斯泵站的高濃度瓦斯進行發(fā)電利用，其余的排放到大氣中。地面上的瓦斯抽排泵為永久性的，井下采用移動式的瓦斯抽排泵。

4.2 方案可行性分析

技術方面：提高高濃瓦斯利用方案符合國家推行的清潔生產政策方針，其工藝路線成熟，設備先進，并可提高廢氣利用率，減少瓦斯排放，技術成熟。

環(huán)境影響：提高高濃瓦斯利用率方案實施后，預計高濃瓦斯利用量為450萬m3／a，即可減少瓦斯排放450萬m3／a。方案實施后可減少瓦斯氣體的排放，有效地控制污染，并同時做到了廢物利用，產生了明顯的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

經(jīng)濟效益分析：

1.項目總投資：I＝823萬元

備購置費：0萬元

管路主材、安裝費：823萬元

其它費用：0萬元

2.年運行費用總節(jié)省金額：P＝300萬元

3.年折舊費：D＝I／n＝823／10＝82.3

年凈利潤：E＝150萬元

納利潤：T＝P－D＝217.7萬元

年現(xiàn)金流量：F＝D＋E＝232.3萬元

4.投資償還期：N＝I／F＝3.54

5.凈現(xiàn)值：NPV＝232.3×6.1446－823＝604.39萬元

6.凈現(xiàn)值率：NPVR＝NPV／I×100%＝73.4%

方案實施前后對比分析：

根據(jù)張集礦抽采瓦斯同期數(shù)據(jù)相比分析得出：2009年第二季度井下瓦斯賦存總量為1 147.29萬m3，其中通過通風系統(tǒng)風排的瓦斯量為469.1萬m3，抽排到地面瓦斯泵站的瓦斯量為678.19萬m3。瓦斯?jié)舛冗_到發(fā)電要求的高濃瓦斯量為67.09萬m3，其中只有22.11萬m3的高濃進行了發(fā)電利用，其余44.98萬m3的高濃瓦斯及其611.1萬m3的低濃瓦斯均排放到大氣中。

2010度第二季度井下瓦斯賦存總量為1 191.79萬m3，其中通風系統(tǒng)風排的瓦斯量為377.4萬m3，抽排到地面瓦斯泵站的瓦斯量為814.39萬m3，達到發(fā)電要求的高濃瓦斯量為59.4萬m3，全部進行發(fā)電利用，通過瓦斯泵站排放的低濃瓦斯量為754.99萬m3。方案實施后，預計全年可利用高濃瓦斯量450萬m3，即可減少瓦斯排放量450萬m3／a，并可相應節(jié)約用電成本638.9萬m3／a。

提高高濃瓦斯利用后，比實施前減少瓦斯排放289.5萬m3／a，并節(jié)約電成本411.75萬m3／a。具有可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

5 結 論

1.提高高濃瓦斯利用率清潔生產中／高費方案符合國家清潔生產政策，技術工藝成熟，設備先進。

2.張集煤礦提高高濃瓦斯發(fā)電項目投資823萬元，目前已實施成功。2010年1～8月份，高濃瓦斯已累計發(fā)電777.88kW·h，預計全年可發(fā)電1 277.88萬kW·h。投資回收期約為1.5年。提高高濃瓦斯利用率后，較實施前節(jié)約電成本411.75萬元／a，具有明顯的經(jīng)濟效益。

3.提高高濃瓦斯發(fā)電可減少瓦斯排放450萬m3／a，比方案實施前減少排瓦斯289.5萬m3／a，具有良好的環(huán)境效益。

4.張集煤礦清潔生產審核提出了可行的中／高費方案，并對重點方案進行實施，解決了企業(yè)在生產及環(huán)境方面的一些問題，并在實踐中繼續(xù)發(fā)現(xiàn)生產過程中出現(xiàn)的清潔生產機會，努力挖掘清潔生產潛力，將清潔生產持續(xù)的開展下去。

［1］ 段 寧，陳文明.企業(yè)清潔生產審計手冊［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，1996：5.

［2］ 劉志鵬，李菲菲，張玲.礦山企業(yè)清潔生產審核實踐及研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2007，33（10）：62－64.

［3］ 任家強，周炳中.煤礦企業(yè)清潔生產效益模糊綜合評價研究［J］.環(huán)境保護科學，2006，32（6）：80－82.

［4］ 曾 軍.錦州六陸公司清潔生產設計方案與實施［D］.天津大學化工學院，2005：6.