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探析煤矿环境风险源的识别

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1、煤矿环境风险源的识别方法

1.1、系统分解根据煤矿的功能分区,把煤矿分成不同的生产单元

1.2、制作FMEA表格FMEA表格的内容应包含:每个生产单元的功能、可能发生的故障模式、故障原因、对局部及整体的影响。

1.3、定量分析故障模式对系统产生的影响

1)根据程度与得分对照图确定FMEA表格中各项的得分,包括故障影响的大小、对系统影响的大小、发生频率的高低、防止事故的难易程度和所采用技术的先进程度。4为影响(程度)最大或频率最高或技术先进;纵坐标为各项在不同的程度下所对应的分值。

2)将以上各项的得分相加,得到每个生产单元的总评分,将每个生产单元的总评分、评分与故障等级对照表对照,确定故障等级(即对系统是否有影响、影响程度如何)。

1.4、确定环境风险源分析筛选出的故障对环境的影响程度,确定是否为环境风险源。

2、煤矿环境风险源的识别根据上述识别方法对煤矿风险源进行辨识

2.1、定量化的筛选结果按照FMEA法进行分析,得出FMEA表格和煤矿风险源可以看出等级为II级以上(含II级)的故障为井下事故(包括瓦斯爆炸、透水、顶板、火灾和坍塌等事故)、排矸场事故、储煤场所事故、炸药及雷管事故、锅炉废气故障排放和污水故障外排。以上故障中井下事故的等级虽然最高,但对地表环境的影响不大;储煤场所事故、排矸场事故、炸药及雷管事故、锅炉废气故障排放和污水故障外排均为重大故障,对周围的环境影响也较大。故以上故障中除井下事故外,均符合环境风险源的条件,是否可以确定为环境风险源则需要进一步的分析讨论。

2.2、各故障对环境影响程度的分析

2.2.1、储煤场所事故

1)环保设施故障导致的粉尘排放不是环境风险源。由于粉尘颗粒本身密度较大,沉降速度较快,并且储煤场相对于整个工业场地占地面积极小,因而故障排放的粉尘对整体环境并无较大影响。此项可不作为环境风险源。

2)全封闭储煤仓是否为环境风险源取决于煤的瓦斯含量。储煤仓瓦斯爆炸的概率与该矿所采煤层的瓦斯含量有关,若所采煤层为高瓦斯煤层,则储煤仓瓦斯爆炸的概率相对较大,应作为环境风险源。反之,则不宜作为环境风险源。

2.2.2、排矸场事故

1)矸石山自燃是否为环境风险源取决于堆砌方式。传统的矸石山堆砌方式是倒坡式的翻头排矸,这种堆砌方式导致矸石山内部供氧充足,且中上部形成覆盖层,使得矸石山内部产生的热量无法有效地释放,极易发生自燃甚至爆炸。矸石的自燃会产生大量有毒有害气体,严重污染矿区及周边地区的大气环境,是不容忽视的环境风险源。新型的矸石山采用分层压实,两层矸石间覆盖一定厚度的黄土的堆砌方法,使空气难以渗入,不易发生自燃或爆炸,故不宜确定为环境风险源。

2)排矸场溃坝是环境风险源。矸石坝溃坝将造成大量的矸石垮落坍塌,随洪水冲入河道,淹没下游农田,阻塞河道,影响行洪。此外,矸石中残留的重金属也有可能溶于水中,对生态环境造成较大影响,是环境风险源。

2.2.3、炸药、雷管的运输及储存

1)炸药、雷管的运输。煤矿专用炸药的安全系数高,加之炸药和雷管分别运输,导致发生爆炸事故的概率几乎为0,不列为环境风险源。

2)炸药、雷管的储存。与运输方式相同,炸药和雷管也采用分开储存的方式,两者分别存放于单独的库房内。相邻两库房之间的距离大于等于20m,并且两库房之间还设有宽10余m、高15m左右的防爆土堆。故几乎不会发生爆炸事故,不列为环境风险源。

2.2.4、锅炉废气的排放多数煤矿的锅炉都采用煤炭作为燃料,燃煤锅炉废气中的主要污染物为烟尘及二氧化硫。若锅炉的脱硫除尘设施发生故障,则会有大量的烟尘及SO2排入空气中,对大气环境造成严重影响。若矿区所在地的地形地貌不利于污染物扩散,则对大气的影响更甚。

2.2.5污水故障外排

1)生活污水与矿井水故障外排是环境风险源。生活污水或矿井水的处理设备在不能正常运转的情况下,可能会发生污水的自动外排,排出的废水未经处理就流入附近的河流、水库或者湖泊,造成水体污染,影响下游居民的生活生产用水,对环境影响较大,应考虑为环境风险源。

2)井下透水事故排放是环境风险源。井下发生透水事故后,大量老窑水积水排放到地表水体中,由于其水质复杂及水量巨大,对环境有着不容忽视的影响,确定为环境风险源。3)选煤废水事故排放是环境风险源。选煤废水中含有大量煤粉,若浓缩机出现故障,导致废水外排,则会造成地面水体污染,对环境影响极大。

3、结语

1)将FMEA危险源识别方法与环境影响程度相结合,可从环境风险的发生场所及对环境的影响程度两个方面有效辨识煤矿环境风险源。

2)煤矿环境风险源主要有全封闭储煤仓瓦斯爆炸、矸石山自燃、排矸场溃坝、锅炉故障引起的废气排放和污水故障外排。其中全封闭储煤仓瓦斯爆炸与煤的瓦斯含量有较大关系,矸石山自燃与堆砌方式密切相关。因为叶片是有厚度的,很明显可以看出叶片流道内的流量分布特性及有分离的尾迹区。随着安装角增大,叶片阻塞度有变小的趋势,低损核心区移向叶根吸力面。这是由于当安装角增大,叶尖通道相应减小,同时吸力面最大速度向后移动,使边界层显著增加的缘故。从图5中可以看出随着叶片安装角增大,切向速度分量处处减小。另外,图上显示随着半径的增加,切向速度逐渐减小,说明此平板叶片扭转角不够,叶片中部及叶尖部分做功能力有所降低。但随着安装角茁A的增加,叶片做功面积增大,风机总压有所提高。3种安装角在最高效率点的风机性能参数的数值计算结果,可以看出,随着安装角的增大,通风机风量、全压都是上升的,与上面分析一致。当叶片安装角超过设计角度51毅时,叶片转矩增加幅度更大,从而导致风机效率的下降。切向速度高值区及轴向速度低值区均朝叶根的吸力面移动。通过比较可以看出,叶片做功量的增加主要靠扩大切向速度沿径向的高值范围来实现,而不是靠增加其最大值。

作者:谢娟康静文单位:太原理工大学环境科学与工程学院

探析煤矿环境风险源的识别责任编辑:xchen1    阅读:人次
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