長距離輸煤管道項目職業病防護設施設計

田達理

摘要：根據職業病危害預評價結果，該輸煤管道項目被確定為職業病危害較重的新建項目。通過對我國第一條長距離輸煤管道項目中各生產場所可能產生的職業病危害因素進行分析，從總平面布置、建筑廠房設計、防塵、降噪減振、防暑防寒以及應急救援等方面進行針對性的防護設施設計，從而使危害因素接觸限值達到或低于國家規定。該設計對我國長距離輸煤管道技術行業具有示范性意義。

關鍵詞：輸煤管道?職業病?防護設施?危害因素?設計

中圖分類號：R134???????文獻標識碼：A???文章編號：1672-3791（2022）06（b）-0000-00

Design?of?Occupational?Disease?Prevention?Facilities?for?Coal?Slurry?Transportation?Pipeline?Project

TIAN?Dali

（Wuhan?Design?and?Research?Institute?of?China?Coal?Technology?&?Engineering?Group，?Wuhan，?Huibei?Province，?430064?China）

Abstract：??According?to?the?pre?evaluation?results?of?occupational?hazards，?the?coal?slurry?transportation?pipeline?project?is?determined?as?a?new?project?with?heavy?occupational?hazards.?Based?on?the?analysis?of?the?possible?occupational?hazard?factors?in?the?first?long-distance?coal?slurry?transportation?pipeline?project?in?China，?the?targeted?protective?facilities?are?designed?from?the?aspects?of?general?layout，?building?plant?design，?dust?prevention，?noise?reduction?and?vibration?reduction，?heatstroke?and?cold?prevention?and?emergency?rescue，?so?as?to?make?the?exposure?limit?of?hazard?factors?reach?or?lower?than?the?national?regulations.

Key?Words：??Coal?slurry?transportation?pipeline;?Occupational?disease;?Prevention?facilities;?Hazard?factors;?Design

輸煤管道技術是將具有一定粒度分布的煤粉和水的混合物采用高壓煤漿泵通過管道從首端接力泵送至終端目的地的一種新型運輸方式[1]。

由于某煤炭基地南運通道基本趨于飽和，擬在該區域建設輸煤管道來分擔部分煤炭運量，以緩解鐵路運輸的壓力，且該輸煤管道工程直接連通了煤炭、化工兩個產業鏈，對煤炭穩定供應、化工穩定生產起到保障作用，該項目是目前全世界設計運量最大（10.00?Mt/a）、運距最長（約735?km）的輸煤管道工程，它的建成將是我國第一條長距離輸煤管道。

1?主要生產工藝

輸煤管道工程一般可分為三個系統單元：首端系統單元、泵輸系統單元和終端系統單元。

首端系統單元：原料用煤取自某礦井選煤廠，工藝用水采用礦井水。制漿儲煤倉上原料煤配倉采用帶式輸送機+犁式卸料器配煤工藝，煤漿制備采用“一段破碎—濕法棒磨—安全檢查篩分”的直流式制漿工藝方法。

泵輸系統單元：泵輸工藝系統采用各泵站密閉接力輸送的方式，將合格煤漿連續不斷地輸送到管道的終端用戶。制漿系統制出的合格煤漿首先通過首端場站內的喂漿泵送入安全環路，煤漿經過安全環路檢測合格后進入首端泵站的輸送主泵，由主泵加壓后將合格煤漿密閉輸送到2號泵站。煤漿進入2號泵站后，再經2號泵站內主泵加壓輸送到3號泵站，以此類推經過5級泵站加壓后最終輸送到管道終端。

終端系統單元：合格煤漿輸送到管道終端后首先進入儲罐區域，再由儲罐分配到3個煤化工用戶和向附近電廠供應動力煤的脫水車間。脫水車間采用選煤廠煤泥脫水常規方法進行脫水處理，得到脫水煤和水。

該項目的公用工程及輔助設施包括變電站、變配電室、供水系統、水處理系統、鍋爐房、控制系統、辦公樓、食堂、浴室及消防設施等。

該項目年運煤量10.00?Mt，運距735?km。其中供應煤化工用戶6.00?Mt/a，動力煤用戶4.00?Mt/a。

項目勞動定員為520人，實行四班三運轉制，年操作天數為330?d，每天24?h。

2??職業病危害因素識別與分析

根據職業病危害預評價結果，該輸煤管道項目被確定為職業病危害較重的新建項目[2]。預評價結果指出本項目建成后各單元可能產生的職業病危害因素主要有以下三類。

（1）粉塵：煤塵、電焊煙塵、砂輪磨塵、其他粉塵（助凝劑、絮凝劑）。

（2）化學性有害因素：二氧化氮（NO2）、錳化合物、臭氧（O3）、硫化氫（H2S）。

（3）物理性有害因素：噪聲、電焊弧光、工頻電場、電離輻射。

項目建成投產后，全線主要采取密閉輸送方式，管道常年埋于地下，平時只做線路巡檢維護。當遇到非正常工況，如管道破裂，需要進行搶修工作時，相關職業病危害因素和防治措施與建設期相同。

該項目工作環境中可能存在的有害因素主要為巡檢環境高溫及低溫、室內通風量不足、潮濕低溫、工作面照度不足、主控室的視屏作業等。

3??職業病防護設施設計

3.1設計依據

《某煤業股份有限公司輸煤管道項目初步設計說明書》《中華人民共和國職業病防治法》《建設項目職業病防護設施設計專篇編制導則》《建設項目職業病防護設施設計專篇編制要求》《工業企業設計衛生標準》《工業企業噪聲控制設計規范》等有關建設項目職業衛生、職業病防護等方面的政策、法律、法規、規范文件[3-6]。

3.2總平面布置

該項目共有9座場站，包括1座管道首端場站、1座管道終端場站、4座中間加壓泵站、3個煤化工用戶終端、1座首端供水泵站。根據項目特點，選取管道首端場站重點論述。

管道首端場站共分為三個片區，其中辦公生活區為潔凈廠區，位于場地東南角;儲煤、制漿及煤漿輸送系統屬于輕污染區域，位于場地西部;變電所、蓄水池、供水泵房、鍋爐房等輔助設施根據污染情況分布于場地東西兩側。場地總體做到根據衛生狀況分開布置。其中職業衛生重點防護建筑為粉塵污染的破碎車間、制漿車間、鍋爐房;廢氣污染的生活污水處理站;噪聲污染的主泵房。主要人流聚集地為食堂、宿舍及辦公樓區域。破碎車間、制漿車間、鍋爐房布置于工業場地最西側，距東部首端食堂及宿舍綜合樓為150?m以上;生活污水處理站布置于鍋爐房西側，距泵站食堂及宿舍綜合樓為350?m以上;首端主泵房位于場地中部，距泵站食堂及宿舍綜合樓為80?m以上;其他建（構）筑物之間距離一般大于20?m，建筑之間防護間距均滿足職業健康相關要求，各系統獨立成區，污染設施周圍均設置有較寬闊的綠化隔離帶，能夠滿足相關粉塵、廢氣、噪聲等污染防治隔離要求。

3.3?建筑廠房設計

主廠房等大型廠房采用砼排架結構，屋蓋為大型鋼屋架。帶式輸送機棧橋采用大跨度鋼桁架結構，樓面采用壓型鋼板與現澆混凝土組合樓板。辦公樓、轉載點、驅動機房等采用框架結構，現澆鋼筋混凝土樓板、屋面板、鋼筋混凝土柱下獨立基礎。供水、喂漿泵房等小型廠房采用砌體結構，現澆屋面板，素混凝土條形基礎。

3.4?防塵設施設計

首端系統單元防塵主要包括生產工藝系統除塵、生產場所地面除塵、工業場地道路及硬化路面除塵。

生產工藝干霧除塵用水以及道路灑水、生產系統地面沖洗用水由回用的工業場地生活污水、沖洗廢水供給。工業場地設置有一座污、廢水處理站。

在煤流運輸過程中，煤流在輸送轉載點易產生煤塵。近年來，我國煤炭行業新發塵肺病比例約占全國42.41%～65.12%[7]，粉塵防治已成為煤礦企業職業病防治的重點。為保護工人的身體健康，提高勞動生產率，設計考慮對制漿前有煤塵產生的地方及工藝環節應盡量加以密閉，再輔以噴霧抑塵。在原煤倉下、1#轉載點、制漿出煤倉上、下、3#轉載點、破碎車間、制漿車間等處設置超聲霧化除塵器。

破碎機產塵量較大，灰塵運動速率高，采用超聲沖量除塵器，設計在破碎機上方落料位置均勻布置六至八個超聲沖量共振頭，共振頭噴出水霧，在破碎機上方形成水霧屏障，阻斷灰塵向外擴散;同時在噴射口后方形成負壓，借助引風管將后段粉塵卷吸到噴射口位置處，循環凈化。

皮帶機頭、落料點以及振動篩等處設置超聲霧化除塵器，在以上位置安裝密封集塵罩，同時在機體縫隙處安裝軟密封材料，積塵罩上部均勻布置超聲霧化共振頭，共振頭噴射水霧，水霧與粉塵在密封環境中結合吸附，從而實現粉塵的降除，除塵效率大于90%。

泵輸系統單元除塵水源由處理后的生活污水供給，不足部分由生活水補充。在泵輸系統喂漿泵房、主泵站地下管廊等處設置足夠的沖洗卷盤箱，定時對樓面進行清洗，清除地面的煤塵。

終端系統單元道路灑水、生產系統地面沖洗用水由煤泥廢水處理站供給，水源為處理后的脫水系統溢流水已經回用沖洗廢水。

3.5?降噪、減振防護設計

根據WHO?/?ILO《工作相關疾病和傷害負擔聯合估計》的報告，職業接觸噪聲可能引起心血管疾病、腦卒中和高血壓[8]，而在本項目職業病危害因素中，噪音廣泛存在于各個單元之中，因此作為防護設計的重點。

3.5.1?總平面布置及綠化降噪措施

（1）總平面布置將生產高噪聲的設備集中布置，生產區與辦公區分開布置，輔助生產區與辦公區周圍進行綠化，減少噪聲污染。

（2）在高噪聲車間周圍、場區道路兩側種植灌木、喬木和林帶綠化，起到阻止噪聲傳播的作用。在場地內空地及辦公區布置花壇、種植草坪美化環境，起到阻擋噪聲傳播和吸聲的作用。

3.5.2?帶式輸送機噪聲防治

首端、終端場站使用帶式輸送機設備較多，運行中的帶式輸送機是來煤系統和脫水系統重要的噪聲來源。帶式輸送機在低帶速運行過程中，噪聲不大，但隨著帶速增高，噪聲明顯增大，沿整機長度方向呈彌漫性發出。

對此，對帶式輸送機設計和使用采取以下措施：（1）在設備選型計算時，盡量降低帶式輸送機設計速度;（2）設備選型選擇噪聲低、運行安全可靠的先進設備;（3）加強軸承潤滑，盡快更換損害軸承，排除軸承損害引起噪聲的可能;（4）轉載點配備隔聲罩;皮帶棧橋墻面及門窗采用隔聲材料，有效阻隔聲音的傳播途徑。

3.5.3?破碎車間噪聲及振動防治

破碎車間中的破碎機及附屬設施是來煤系統重要的噪聲來源。破碎機將帶式輸送機輸送來的0～50?mm的來煤破碎到0～6mm，以滿足下一工藝環節對物料粒度的要求。對此，對破碎機設計和使用采取以下措施：（1）在設備選型時，選用噪聲低的新型破碎機械;（2）擴大投料口，投料口加寬后對聲音有阻隔作用;（3）機器下加橡膠、機器加潤滑油，減少自身噪聲;（4）破碎機設置減振平臺，可以有效減小設備的振動。

3.5.4制漿車間噪聲及振動防治

棒磨機是首端場站制漿系統主要的噪聲來源。來煤系統0～6?mm的來煤與工藝水在棒磨機內磨制一段時間后，得到一定濃度的煤漿產品。棒磨機使用的研磨介質是材質為65?Mn的鋼棒。棒磨機設備在添加鋼棒后，不投料運行的情況下，鋼棒撞擊棒磨機襯板，噪聲較大。

對此，對制漿車間設計和使用采取以下措施：（1）棒磨機設備選型優先考慮運行可靠，噪聲低的先進設備。（2）棒磨機設備設計采用獨立基礎，可有效降低設備振動。（3）設備接觸部分采用橡膠墊圈。（4）棒磨機添加鋼棒后不允許在不投料的情況下運行設備。（5）棒磨機投料量大于同規模化工項目，物料量的增加可以有效降低設備運行期間的噪聲。

3.5.5?泵輸車間隔膜泵噪聲及振動防治

泵輸車間要設備是往復式活塞隔膜泵，設備在運行過程中將產生噪聲及振動。

對此，對泵輸車間設計和使用采取以下措施：（1）隔膜泵控制采用遠程集中控制，運行過程中采用巡檢方式。（2）主泵房集中控制室觀察窗采用雙層中空玻璃的塑鋼窗與生產車間進行隔斷，有效防止噪聲的傳播。（3）控制室采用隔聲地板及隔聲門窗，有效防止噪聲的傳播。（4）隔膜泵設置獨立基礎，有效的減小振動，同時隔膜泵基礎底板側面與土壤接觸設一層橡膠減震材料。

3.5.6?脫水車間噪聲防治

脫水車間是終端系統單元主要的噪聲來源。脫水工藝采用沉降過濾式離心機回收管輸煤漿中粗顆粒，煤泥水濃縮后經壓濾機回收管輸煤漿中細顆粒。離心機、壓濾機、攪拌桶及離心泵等運行過程中將產生機械噪聲。設計和使用采取以下措施：（1）選用性能好、運轉平穩、質量可靠的低噪音設備。（2）采用集中控制系統進行設備操作，降低噪聲接觸時間。（3）設置隔音墻、消聲設施，阻隔噪聲的傳播途徑。

3.6?防暑、防寒設施設計

防暑方面：鍋爐及供熱系統供回水管道、分、集水器、煙道等易造成燙傷高溫表面，均要求保溫;保溫材料為玻璃棉管殼。保溫層厚度30～60?mm。隔熱后設備外表面溫度未超50?℃。以上設備采取保溫措施后能夠最大限度地吸收熱輻射、減少散入車間工作地點的熱量，降低高溫、熱輻射對勞動者的影響。另外，鍋爐房設置控制室，操作人員主要通過控制室內的控制臺對鍋爐運行進行控制，定時巡檢。在產生大量余熱余濕的房間，設置機械通風。辦公樓及集控中心、變電所控制室、食堂等對溫度要求較高的房間設分體空調。

防寒方面：凡經常有人工作、休息及生產工藝對室溫有要求的建筑物均設置供暖，有條件的情況下采用集中供暖。

對于煤倉、制漿車間等高度較高的建筑，設計設置熱水供暖增壓機組以滿足煤倉、制漿車間頂部等高區建筑的供暖需求，增壓機組設置在首端工業場地新建的鍋爐房內。熱水供暖系統采用設在鍋爐房內的補給水泵定壓。

供暖方式主要采用上供下回同程式系統，部分建筑采用上供下回異程式系統。首端場站散熱設備均選用承壓能力較好的鋼制柱型散熱器。主泵房、喂漿泵房供暖設計考慮選用GS型暖風機輔助供暖。

3.7?其他防護措施

（1）工頻電場防護措施：降低輻射源;控制接觸距離;屏蔽輻射源;遵守操作規程;加強個人防護;臥室內盡量少布置用電器，盡量少用床頭燈，不用電子節能燈作臺燈，盡可能與用電器及電源線拉開距離。

（2）防紫外輻射：電焊時主要產生電焊煙塵、錳及其化合物和電焊弧光三種職業病危害因素，其中，電焊弧光可引起電光性眼炎、電光性皮炎和紫外線白內障三種職業病[9]。電焊工應佩戴具有通風過濾功能的頭盔式電焊罩，焊接時必須有人在場監護，佩戴電焊面罩防止紫外線對眼和面部的損傷;四季均要穿長袖上衣，長褲和隔熱阻燃鞋，以防電光性皮炎，也可防止紫外線對眼和面部的損傷以及減少電焊煙塵和錳及其化合物的危害。

（3）接觸酸堿防護：在污水處理站、鍋爐房等接觸酸堿地點，設置洗手池，作業人員配發個體防護用品。

3.8?應急救援設施設計

該項目可能導致急性職業損傷的危害事故主要為：硫化氫、二氧化氯等有毒有害氣體的中毒及窒息;采暖供熱過程中造成的高溫中暑和燒灼傷。可能造成急性職業損傷的危害事故場所主要為：各污水處理站等。

生產指揮機構同時行使應急救援機構職能。值班地點設在調度室。人員組成同職業危害防治工作領導小組。發生事故時，應立即按應急救援預案啟動事故救援。

監測監控系統執行24?h值班制度，值班人員在調度中心，確保及時做好應急處置工作。

應急救援機構配有專業救護人員，根據技術防護人員人數配備一定數量的空氣呼吸器等供氣式或便攜式的呼吸防護用品，并配有滅火器、手套、防爆照明、擔架等救護裝備。

儲煤倉、緩沖煤倉等存在有毒有害氣體的場所設有監測報警裝置，傳感器為本質安全型。其中瓦斯等傳感器是主要監測設備[10]，該系統所選擇的瓦斯傳感器具有性能穩定、監測數據準確、精確度高、具備就地顯示、聲光報警、斷電功能，檢修、維護、更換方便。

設置有毒氣體檢測報警儀的工作地點，宜采用固定式，當不具備設置固定式的條件時，應配置便攜式檢測報警儀。應安裝維護方便，不影響行人和行車。建立安全測控儀器檢修室，負責安全測控儀器的調校、維護和維修工作，應按規定對傳感器定期調校，保證監測數據準確可靠。

4?結語

長距離輸煤管道技術應用在我國剛剛起步，設計和生產尚不完全成熟，此類項目“點多線長”，需重點防護的生產車間、崗位類型繁多，應根據國家和地方對職業病防治的法律、法規及標準的要求，結合項目實際特點，采取科學有效、經濟合理的防護措施將危害因素接觸限值達到或低于國家規定。項目投產后應合理調整工作制度，減少工人持續接觸有害因素的時間，并加強個人防護，加強監督管理，確保職業病防護用品正常、有效使用，以應對可能發生的職業病風險。

參考文獻

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