摘要：煤炭行业的环保问题一直以来都是困扰我国北方环保工作的大问题，尤其是在内蒙古自治区、山西省、陕西省、河北省等煤炭大省。煤炭的开采、运输、堆存、装卸等环节都是困扰着我国环保工作开展的的重要环节。
关键词：装船机、环保、发展前景
我国煤炭资源丰富，煤炭的生产、运输、使用都是我们的重要行业，是我国经济发展的重要支柱。煤炭行业的环保问题是困扰我国北方省份环保工作开展的大问题，尤其是在内蒙古自治区、山西省、陕西省、河北省等煤炭大省。煤炭的开采、运输、堆存、装卸等环节都是环保问题较为凸显的环节。
我国煤炭主要产自于北方地区，而我国工厂、作坊大部分集中在我国南方各大省份，煤炭消耗量极大。煤炭生产矿区与煤炭消耗地之间距离较远，使我国出现了北煤南运的现象。因此，煤炭下水港成为了我国煤炭运输线路上的关键环节。近年来，我国经济飞速发展，南方企业集中，用电量极大。煤炭运输线路成为了南方经济发展的重要支柱。解决煤炭运输线路上的环保问题也变得尤为重要。
1装船机环保现状
本次研究主要是探索煤炭运输中，港口运输行业中装船机的环保工作发展现状与今后的发展方向。装船机环节的环保问题主要包括以下几个方面：（1）装船作业过程中的起尘。装船机作业过程中起尘包括装船机抛料口起尘和煤炭落料点起尘。其特点是，起尘量大、范围广、扩散空间大。（2）装船机臂架皮带下方洒落煤。装船机臂架洒煤由两个原因造成，第一个原因是由于皮带本身在运输煤炭的过程中，皮带表面会附着部分煤炭颗粒或者煤泥，在皮带抛料结束进入回程时，皮带接触面表层煤炭与托辊接触、挤压，使大部分皮带上黏着的煤粒以结痂煤的形式附着在托辊面上或者直接洒落。第二个原因是由于运输煤炭皮带上的流量不稳定、皮带重载启动或者煤炭转载点密封不严等。洒落点主要集中在货船的甲板上和码头的地面上，且洒落煤炭容易随风飘散，扩大污染面积。（3）装船机尾车回程皮带带煤严重。运输煤炭的皮带在通过抛料滚筒后的剩余部分皮带被称为回程皮带。运输煤炭的皮带在抛料滚筒位置处将煤炭转载到下游皮带后，皮带表面会黏着部分煤炭。这部分煤炭在通过回程平拖、滚筒等接触位置时会与其表面粘结，在压力的作用下结痂，形成结痂煤；造成洒落；在皮带启动时，皮带与接触面发生摩擦，造成整条皮带会随之起尘，粉尘量极大。
2装船机环保措施
针对装船环节环保问题，现有的环保措施包括以下几种：（1）提高煤炭含水率：煤炭按物理存在形式分类，它属于固态物质，但是在研究煤炭起尘的过程中发现，煤炭在起尘过程中，表现出了颗粒物质中颗粒气体的特性。提高煤炭含水率，煤炭颗粒间距减小，增加煤炭颗粒间的分子间作用力,使煤炭中易起尘的细小颗粒相互作用，形成更大的固体颗粒，使煤炭的颗粒气体特性向颗粒液体转化。不过，提高煤炭含水率会使煤炭颗粒的的黏附性增强，输送带回程带煤量增大。（2）密封与除尘：密封除尘主要使用在运输皮带和皮带转载点两个区域。运输皮带的除尘目的是控制煤炭运输过程中起尘，现有的除尘方式是在皮带上方安装防尘罩和在起尘点处增加洒水装置等；转载点处的除尘方式包括降低煤炭在转载点处因冲击引起的起尘量，减少起尘煤炭向外部空间的溢出量，收集处理已起尘煤炭。现在已经运用比较成熟的技术是曲线落煤管。传统的输煤系统的皮带机头部漏斗及落煤管的设计均以导流作用为主导思想，不考虑物料曲线导致的磨损、堵料和起尘问题。曲线落煤管技术是通过对煤炭流动进行动态仿真模拟，增加煤炭与壁面的摩擦，降低煤炭下路的冲击速度，从根本上避免了煤炭粉尘的产生。另外一种技术是落煤管导流技术。煤炭转载点起尘，主要原因是煤炭表面气流随煤炭一起下落，导致落煤管下部分空气压力高于上部空气压力，在其落煤管外部增加一条引流管，使高压气体通过引流管，返回低压端，实现落煤管内部空气平衡。该技术目前仍处于理论阶段，目前没有成功使用案例。三、皮带清扫器。皮带清扫器安装在运输皮带头部（即抛料滚筒后），清扫器刀面与皮带面紧密贴合，在皮带运转时，清扫器与皮带发生相对运动，附着在皮带表面的煤炭在清扫器的作用下，被从皮带表面刮落。降低了皮带运转起尘和结痂煤形成的可能性。
3数据采集与分析。
为了研究装船机作业起尘问题，我们对装船机作业进行了为期三个月的数据采集，并分析装船机作业过程中的起尘影响因素。
数据采集标准。粉尘数据测量标准：本次粉尘浓度测量标准依据中国人民共和国交通运输行业标准JT 464-2001。煤炭含水率测量标准:本次含水率测量标准依据中华人民共和国国家标准GB/T23561.6-2009。
本次数据测量以生产作业流程线为测量单元，记录了作业煤种、煤炭含水率、装船机臂架距离船舱高度等主要数据和煤炭堆存天数、生产沿线抑尘设备开启情况等参考数据。
通过数据分析，煤炭含水率是影响煤炭起尘最主要的因素之一。煤炭含水率高，颗粒物质间分子作用力变大，细小煤粒随表层空气流动能力减弱，颗粒物质的气态特性有所减弱，液态特性增强。当煤炭含水率低于8%时，装船机抛料口部位起尘频次较高，当煤炭含水率高于8%时，作业煤炭几乎不起尘。
煤种不同，作业煤炭的起尘情况也不尽相同。广义讲，煤种一般是煤炭发热量的标准，不同的煤种，煤炭热值不同，各种微量元素含量不同。站在环保的角度研究煤种，不同的煤种，意味着煤炭来源不同，矿区不同。煤是由远古植物残骸没入水中经过生物化学作业，被地层覆盖并经过物理化学与化学作用形成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。矿区的不同，意味着煤炭形成经历不同，煤炭形成时间不同，煤炭开采工艺不同。这些因素都将导致煤炭在作业时粉尘浓度不同。
装船机臂架相对于船舱高度。按照装船机装船工艺，可将装船机作业分为第一轮装船作业和第二轮装船作业。（不同轮次作业，装船机臂架相对于船舱高度不同。）通过整理数据，第一轮装船作业平均粉尘浓度为1.052mg/m³，第二轮装船作业平均粉尘浓度为3.518mg/m³，即装船机臂架相对于船舱高度越高，装船作业过程中，粉尘浓度相对越高。
通过本次现场数据采集研究，装船机作业煤炭起尘问题是可以得到解决的。实现工业合理控制煤炭含水率；研究作业煤炭的起尘机理，并运用于生产当中；通过机械设备改造，实现最低位置装船。
4装船机环保难点
结合行业发展现状，制约煤炭行业环保工作的开展因素主要有以下几个方面：1、关于煤炭环保的科学研究较少，煤炭起尘科学依据大部分来源于土壤沙化治理经验。静态煤炭起尘原因、动态煤炭起尘原因、块煤与面煤起尘机理是否相同、煤炭含水率的检测如何投入到工业使用中，这些问题都是煤炭企业极其关心的问题。2、企业开展环保工作，经济投入大，经济效益影响小。煤炭行业在企业内部开展环保工作，绝大部分是从设备与科技两个方面入手，投入大量的财力、物力和人力，确保现有设备的运行状态，购买更为先进的环保设备，参观学习其他企业的治理经验，与研究院所合作等，以实现企业生产符合国家环保标准要求。3、环保工作应该是全社会的责任，并不限于企
业自身。环保问题是社会发展过程中的附带产物，全社会应共同面对，共同解决。科研人员有义务为社会环境治理工作出谋划策，与企业共同合作，解决环保这个社会大问题。
总结煤炭装船机的作业起尘问题。可以通过以下三个方面解决：一、科学技术方面。鼓励专家学者研究煤炭的物理特性，研究煤炭静态起尘与动态起尘机理，研究如何将现有科研成果落地。通过科学技术手段，解决企业真正关注的实际问题。二、设备设计与设备改造方面。我国煤炭下水港口较多，港口机械发展较为成熟。然而大部分港口机械设计标准中，还没有把环保问题与设备安全级别划为同一高度来考虑。将环保问题纳入到机械设计制造方面，从设计之初就重点考虑环保问题，使设备本身就符合环保标准要求。三、政府管理与企业管理。加强管理，提高社会对环保工作的重视，使企业在环保的高标准下正常运行。加强对环保不达标企业的惩治，是对环保企业利益的一种保护，也是政府治理环境问题决心的表现。
参考文献
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论文作者:杨若愚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
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