時間:2022-06-15 20:44:36
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇治理技術,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]煤礦 瓦斯 治理
中圖分類號:TB793 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)13-0076-01
煤炭在我國是非常重要的能源,已經成為了我國國民經濟發展中不可缺少的一部分,而且在未來的很長一段時間中,煤炭作為主要能源,占據著重要的位置。但是開采煤礦的過程是具有一定危險性的,礦井中的瓦斯經常會發生超限的狀況,甚至有的礦井中會發生瓦斯爆炸的危險。礦井中的瓦斯狀況與工作人員的生命安全有著很大的關系。如今隨著經濟的不斷發展,煤炭工業也在快速發展中,人們也開始對煤礦瓦斯的治理技術重視起來。
一、關于我國煤礦瓦斯危害的現狀
(一)煤礦發展現狀
煤礦作為我國的起初能源,在國民經濟中占有著重要的地位。自改革開放以來,隨著社會經濟水平的快速發展,煤炭工業也在不斷發展進步,產量呈持續增長的狀況,生產技術方面也得到了快速的提高。雖然安全水平有所改善,但仍然存在著很多問題,比如瓦斯災害事故的頻繁發生、環境治理問題、資源的浪費問題等等,其中頻繁發生事故這一問題是最令人關注也是最頭疼的問題。
(二)煤礦事故的特點
1.煤礦事故發生頻率過高。據統計,近年來在我國煤礦事故中,每年死亡人數在6000人左右,損失比較慘重。
2.一些特別大的事故在事前沒有進行有效的遏制,沒有得到及時的控制,每年都要發生數十起死亡10人以上的特大事故。
3.在煤礦事故中,瓦斯發生事故所占比例比較高,達到80%以上,每年在瓦斯事故中死亡的人數為2000人左右,將近占事故總死亡人數的三分之一,所以預防瓦斯事故是要重點注意的。
(三)煤礦事故頻繁發生的原因分析
1.生產力發展的不平衡,缺少相關的安全保障以及技術。我國煤礦中既有水平非常先進的大煤礦,也有一些中小型礦井,這些中小型礦井的各方面條件比較差,傷亡事故發生率較頻繁。
2.我國的煤礦中每年發生瓦斯突出就有100多次,但對于事故發生的根本原因并未明確,對煤與瓦斯突出的相關問題沒有有效的控制,還有許多問題都有待探索。
3.抵御事故的能力不夠強,安全生產的基礎不足。很多煤礦歷經風雨,設備已經逐漸老化,存在多方面的隱患。一些小型煤礦的安全生產條件根本不符合相關的規章制度,所以對事故的防范沒有全面的把握。
4.煤礦職工隊伍整體素質水平不夠高,著就增加了安全管理的難度,這在一定程度上威脅著煤礦生產工作的安全。
5.目前我國經濟水平正在快速增長,煤炭的需求量也隨之增長,煤炭供應的缺口在不斷擴大,這就導致了煤炭超能力生產狀況的發生。
6.很多煤炭企業都沒有嚴格遵循安全生產的相關制度,在管理方面也不夠嚴謹,這就造成了違規違章現象的發生,對安全生產的狀況有著一定的不良影響。、
二、關于煤礦瓦斯治理技術分析
(一)關于瓦斯抽放技術原則
治理煤礦瓦斯災害,重點就是開展瓦斯工作,一定要以先抽后采為原則。這個順序在很大程度上影響著開采工作的安全。在煤礦安全生產工作進行之前,為了降低開采難度,要從煤礦井下或地面下抽取瓦斯。當礦井中煤層的瓦斯壓力在0.74Mpa以下、含量在8m5/t以下時,這表明煤礦層不存在突出的危險,可以使開采工作具有一定的安全性與穩定性。
要結合當地的地殼結構等狀況來選擇抽放方式,因為地質的歷史問題,會導致具體狀況存在差異。所以要根據不同的地質來確定不同的抽放方式與措施。如果這個地區有一定的生產條件,可以將瓦斯作為資源來進行有效的開發。在地質條件不穩定的地區,要對井下瓦斯抽取的過程全面掌握,這是對煤礦開采進行的保障。
(二)健全瓦斯抽放技術體系
對煤層氣的開發和煤礦的瓦斯抽放的相關理論以及支撐體系都有待加強,對瓦斯災害的相關技術也要不斷進行開發,比如控制技術和預警技術。要不斷探索測定煤礦瓦斯參數的原理以及方式,面對各種技術方面的問題,要結合情況具體分析,制定合理的措施進行解決,從而對我國瓦斯抽放技術體系加以完善。
(三)合理嘗試各種新技術
在煤礦瓦斯的治理過程中,除了可以應用瓦斯抽放技術以外,還可以對各種技術進行合理嘗試,比如可以通過低濃度瓦斯氣水二相流安全輸送技術來解決低濃度瓦斯易爆問題,瓦斯發電后會產生余熱,要采取制冷技術,再將冷氣輸送到高溫井下。我國的地形比較復雜,煤礦礦井構造也具有著一定的差異,所以要根據不同地區的不同情況,不斷發掘適宜的煤礦瓦斯治理方法,從各種方法中吸取經驗。企業一定要加強對煤礦瓦斯的治理,盡最大可能保護工作人員的安全。
1.關于預抽煤層瓦斯的方式
當采用一種以上的鉆孔方式對煤層瓦斯進行預抽時,要注重以下三個方面:相同瓦斯抽放率所需鉆孔密度、相同鉆孔密度下的瓦斯抽放率、鉆孔施工作業的難易程度。
2.關于交叉鉆孔與瓦斯抽放機理
交叉鉆孔的夾角、高程差、孔間距和交叉點的數量處于適宜狀態時,斜向鉆孔與平行鉆孔之間的應力會產生空間疊加,會有充分影響帶和相互影響帶在鉆孔的破壞區形成,這樣就造成了鉆孔破壞區體積增加的狀況,從而孔周破壞區的連通性也會增大,控制區內煤層的透氣性也會有所提高。
因為孔周破壞區連通性的增大,所以有無數相互連通點的網絡會在控制區內的煤層鉆孔與煤層之間形成,這樣會克服鉆孔抽不出瓦斯或者抽出瓦斯的量小的狀況。如果有小部分鉆孔發生塌孔,不會因為抽放塌孔而報廢。
在交叉鉆孔的布置方式中,斜向鉆孔和平行鉆孔是呈相間布置的,這樣會產生不一樣的效果,比如會增加節理和裂隙之間的連通率、鉆孔和煤層的節理、頻度,從而使鉆孔的連通性和煤層裂隙之間的連通性得到一定程度的改善。
為了提高瓦斯的抽放效果,采用這種交叉鉆孔的方式比平行鉆孔方式多出一些抽放時間,因為有很多的迎面斜向鉆孔。
(四)加強對煤礦瓦斯治理的監督
1.對工作人員進行培訓
煤礦企業的每個工作人員都要明確瓦斯治理的目的,認識到安全培訓的重要性。這關系著煤礦企業生產的安全性,決不能馬虎了事,要控制好安全培訓工作的進行。在安全培訓之前,一定要先對瓦斯處理的各種需求進行詳細的了解,確立合理的培訓計劃,重點要對瓦斯的相關知識進行培訓。使工作人員在實踐過程中提升他們的技能水平、安全意識和總體素質,有利于管理制度的完善。
2.管理制度要加強
要想實現煤礦企業的安全生產,就一定要建立合理的規章制度,并且要加強管理、執行力度。要建立完整、科學、公平的激勵機制,安全檢查活動要時常進行,保證煤礦企業的管理制度的規范化運行。在建立各項制度時,要結合實際,具體規范要盡量細化,使其具備一定的標準性、規范性和可行性。
結束語:煤礦瓦斯治理工作的任務是艱巨的,是一項多方面的工程,雖然我國在瓦斯治理技術上已經有了很大的進步,但還是要不斷的進行完善。本文闡述了我國煤礦瓦斯危害的現狀,又對煤礦事故的特點以及原因進行了詳細的分析,提出了幾點煤礦瓦斯治理的技術措施。只有明確目的、選好合理的方式、對煤礦瓦斯治理進行嚴格管理,以盡量減少煤礦事故的發生,才能對工作人員的人身安全加以保障,從而令煤礦事業能夠更安全、平穩的發展。
參考文獻
關鍵詞:瓦斯防治;抽放;安全
中圖分類號:TD712 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2011)0020(C)-0212-02
前言:我國是世界上最大的產煤國,也是煤礦瓦斯災害最嚴重的國家,全國煤礦年瓦斯涌出量在100億m3以上。在統計的635處原國有重點煤礦中,高瓦斯和突出礦井有280處,約占44.1%。瓦斯是我國煤礦的主要災害因素之一,它是由賦存在井下煤層中的有害氣體受采動的影響釋放到開采空間的有害氣體的組成,其主要成分為甲烷。瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等災害嚴重威脅著我國煤礦的安全生產,從每年的事故統計中來看,煤礦發生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數是由于瓦斯爆炸,占特大事故總數的70%左右,為此,瓦斯爆炸被稱為是我國煤礦安全的“第一殺手”。如何治理和防治瓦斯事故的發生,應引起煤礦各級領導及煤礦管理人員的高度重視,并對其進行認真分析研究,從理論和實際工作中找出解決辦法,防止和避免重大事故的發生。
一、礦井概況
大黃山豫新煤業有限責任公司是農六師國有控股企業,其前身是大黃山煤礦。煤礦建于1958年,分一號井、七號井兩對礦井開采。兩井原設計生產能力分別為15萬噸和9萬噸,現核定生產能力分別為16萬噸和10萬噸。
七號井:所采煤層屬急傾斜近距離厚煤層群,侏羅系下八道灣組,共含煤6層,煤層總厚度約41.2m。煤層的透氣性系數在0.68―1.01m2/MPa2.d之間。瓦斯儲量為31702.47萬m3,現水平煤層瓦斯最大壓力0.72MPa。煤層瓦斯含量為3.47―5.66m3/t。礦井相對瓦斯涌出量76.9m3/t,絕對瓦斯涌出量13.29m3/min,礦井瓦斯等級屬高瓦斯礦井。
一號井:所采煤層屬緩傾斜近距離厚煤層群,侏羅系下八道灣組,共含煤6層,煤層總厚度約37.08m。煤層的透氣性系數在0.319―2.823m2/MPa2.d之間,瓦斯儲量為34888.194萬m3。礦井煤層瓦斯現水平最大壓力1.06MPa,深度每100m下降瓦斯壓力增加0.41―0.67MPa。現水平煤層瓦斯含量為5.06m3/t,深度每100m下降瓦斯含量增加2.36m3―3.3m3。礦井相對瓦斯涌出量29.66m3/t,絕對瓦斯涌出量37.08m3/min,礦井瓦斯等級屬高瓦斯礦井。
二、瓦斯治理技術
(一)大黃山豫新煤業有限責任公司瓦斯治理現狀
大黃山豫新煤業有限責任公司所屬礦井的瓦斯災害異常嚴重,歷史上的多次瓦斯事故曾給企業帶來了極大的危害和慘重的損失。從58年建礦以來曾發生5起瓦斯爆炸事故。從1983年開始建立瓦斯抽放系統,84年形成了抽放能力為64m3/min的瓦斯抽放系統。隨著礦井的改擴建項目實施,對礦井的瓦斯抽放系統進行改造,2005年形成了抽放能力為180m3/min瓦斯抽放系統。經過50年的不懈努力和探索,逐步形成了較為完善的瓦斯抽放技術和瓦斯監測、監控系統,監測監控系統選用重慶煤科院的生產的KJ90系統,全套系統配置管理64個分站,可擴展為128個,1024個輸入量,512個控制量。目前,兩礦井已經連續19年沒有發生煤與瓦斯爆炸事故,今年我們將抽出的礦井瓦斯進行充分利用,建立16×500KW瓦斯發電廠,為企業提供電能,保護環境,創造效益。
(二)大黃山豫新煤業有限責任公司瓦斯治理技術經驗
1、對臨近煤層進行瓦斯抽放
采區巷道施工前,在已有巷道中施工瓦斯鉆場、鉆孔,穿透各煤層的瓦斯抽采鉆孔,然后并網進行瓦斯抽放,預抽時間至少半年以后才安排巷道的掘進工作。今年七號井799水平東翼走向長度2000m,每隔30m施工一個鉆場,每個鉆場施工12個穿透中大煤層的鉆孔,鉆孔孔徑Φ75mm,鉆孔最大深度約120m,共施工鉆場67個,鉆孔長度16804m;一號井780水平東翼走向長度1800m,每隔30m施工一個鉆場,每個鉆場施工16個穿透中大煤層的鉆孔,鉆孔孔徑Φ75mm,鉆孔最大深度約180m,共施工鉆場60個,鉆孔長度97921m,鉆孔平面上呈扇形重疊布置。鄰近煤層通過這些鉆孔進行抽采,礦井瓦斯抽采鉆孔的終孔間距為6―8m。
2、工作面上偶角及空區瓦斯采用埋管和布置走向高低位鉆孔進行抽放
為解決工作面瓦斯超限問題,大黃山豫新煤業有限責任公司對工作面上偶角及采空區的瓦斯進行了抽采。上隅角埋管抽放:在工作面回風順槽鋪設一趟直徑為Φ108mm支管,外接4―5根Φ100鋼絲彈簧膠管作為吸管對上隅角進行抽放。采空區瓦斯抽放采用高低位鉆孔抽放法,鉆場間隔30m,每個鉆場布置6個鉆孔;相鄰兩個高位鉆場之間的鉆孔必須有部分在平面上重疊,其長度不小于20m。
3、本煤層瓦斯抽放
工作面機巷沿工作面傾斜方向,每隔30m布置順層鉆孔,其孔深為工作面斜長的2/3。孔間距8―10m,孔徑為Φ75mm,同時,在兩孔之間增加一交叉鉆孔,孔深適當處長1至2m,孔徑Φ75mm。風巷每隔30m亦布置順工作面方向的下向鉆孔,孔長為工作面斜長的1/3。順層鉆孔前期預抽瓦斯,瓦斯衰減后采用高壓進行煤體注水。
4、掘進工作面邊抽邊掘
由于礦井預抽時間、抽放效率等因素存在,巷道掘進工作面平均配風量200m3/min,風排瓦斯在炮后經常瞬間超限,造成安全隱患,影響施工進度,采取邊抽邊掘方法后,消除了風排瓦斯在炮后經常瞬間超限就問題,掘進速度由原80―100m提高到150―200m。
5、封孔技術
原瓦斯鉆孔封孔采用水泥砂漿進行封孔,鉆孔施工期長,影響瓦斯抽放時間,后引進聚氨脂封孔,套管固定時間由原來的幾小時縮短到幾分鐘,加快了鉆孔施工速度。
(三)瓦斯治理管理經驗
結合多年的抽放實際,總結出了適合大黃山煤礦特點的瓦斯抽放措施:“多鉆孔鉆密孔,嚴封孔勤排水,多方法長期抽形成固定抽放和移動泵站相結合分區域抽放模式”。從根本上為礦井瓦斯災害的治理奠定了基礎。
1、礦井實行通風瓦斯調度值班制度。嚴格瓦斯巡回檢查制度,及時反饋井下瓦斯等有害氣體涌出信息,加強對瓦斯涌出異常現象的分析和治理;
2、認真落實瓦檢員的崗位責任制。嚴格放炮管理制度和瓦斯檢查制度,杜絕空班漏檢;杜絕瓦斯超限區、點,一旦出現瓦斯超限區、點,按《煤礦安全規程》的有關規定,及時妥善處理;
3、實行干部跟班下井制度。嚴格干部跟班下井制度,保證各采掘面每班有副隊長、隊長以上干部跟班、嚴格調度和監控中心值班制度,發現井下瓦斯超限及時向值班領導匯報,值班領導必須及時做出處理措施并跟蹤落實制、實行安全追究制;
4、實行動態管理。加強安全監控系統的使用維護、管理工作及系統功能的不斷完善,及時掌握井下各種安全動態信息,實行安全工作動態管理;建立瓦斯抽放規律性和數據統計分析,使瓦斯抽放管理工作趨于規范。
結束語:煤礦瓦斯治理與管理是煤礦安全管理的重要環節,除了完善可靠的安全裝備和采取有效的措施外,還應加強安全管理和安全監督。瓦斯事故工作是一項系統工程,只有煤礦企業要加大瓦斯管理投入,推出有效的對策和措施,健全各項規章制度,瓦斯爆炸事故才能大幅度地減少,煤礦的安全狀況才能得到根本好轉。
作者單位:新疆百花村股份有限公司
作者簡介:溫成新,1992年畢業于新疆煤炭專科學校,任新疆大黃山豫新煤業有限責任公司副總工程師兼項目部主任。
參考文獻:
1國內現狀
人類活動(包括農業活動、大規模基本建設)、地形地貌、水文氣象條件、土壤土質特性決定了流域產沙的復雜過程。一是人類活動使流域土壤的植被受到破壞,流域的覆蓋率大大降低,土壤抗蝕能力降低,從而在流域內產生大量的泥沙。二是人類活動導致土壤于大氣中,較松散、易受到水流、風流的侵蝕。據不完全統計,長江、黃河的年輸沙量高達2 113億t,我國江河多年平均輸沙量約27億t。泥沙在塑造美麗富饒的平原陸地的同時也給人民的生活帶來了災害,由于泥沙災害導致的直接或間接經濟損失數以億計。泥沙災害主要包括土地沙化、山地崩塌與泥石流、岸灘崩塌、泥沙沖刷、泥沙淤積等。泥沙災害發生的時間、地點、規模、過程等方面具有類似的規律性。漸變性或突發性、群發性、時間分布不均勻性、危害嚴重性、災害類型的轉化性、地域分布不均勻性是泥沙災害的主要特點。隨著認識的不斷提高,人們已經接受流域泥沙的資源化與水沙優化配置,并已開始在國民經濟建設中發揮一定的作用(如建筑材料、淤臨淤背、造地)。
2泥沙治理技術措施
2.1流域水沙治理方法
以黃河流域治理為例,黃土高原地區近幾十年開展的大規模水土保持治理工程,顯著地改變了流域的下墊面條件,也改變了流域系統的水沙過程。水利水保措施具有明顯的減沙作用。通過采取淤地壩攔沙、灘地攔沙、梯田與果園減沙、水保林及封山育林減沙、種植草地減沙等有效途徑,減少了泥沙淤積、引洪淤灘是處理黃河泥沙的有效途徑。
2.2河口泥沙治理技術
每年世界范圍內由河流帶入海洋的泥沙約200億t。充分認識河口泥沙擴散自然過程的必要手段是定量研究,地貌學、沉積學等是其重要研究內容。定量研究方法包括2類:一是間接得到泥沙擴散的方向和數量,可通過測量研究區沉積物的沉積速率獲得,通過這類方法可以得到長時間尺度泥沙擴散的定量估計。二是結合水力條件,直接測量水體中與泥沙密切相關的物質或泥沙含量,計算水體中泥沙的搬運數量。但該方法只能給出短期泥沙擴散的定量估計或泥沙擴散的距離、方向等屬于定性的估計。
2.3水庫防淤減淤技術措施
一是加強流域的綜合治理。由于人類農業活動和風化作用的加劇,降雨的沖刷作用較強烈,西北地區土壤的表層顆粒十分松散,抗沖刷能力弱,細、中顆粒土強度低,降雨可形成較大的高含沙水流運動。防治水土流失可以與綠色產業相結合,做好流域的植樹造林、生態養護工程十分必要,即可以加強上游攔沙阻沙效果,或通過修建淤地壩等小型攔水建筑物[6-8]。二是樞紐底洞排沙。水庫必須具有配套的排沙底洞,以便為保持水庫留有一定的永久使用庫容,利用壩前底洞將入庫泥沙全部或部分排出。一般可以一洞多用,灌溉放水洞兼顧排沙洞。例如延安王瑤水庫增建排沙洞運行后13年來累計排沙5 570萬t,而無排沙洞時運行5年后的淤積損失率達31.2%。設置灌溉兼排沙的底洞,可使淤滿的死庫重新啟用。三是充分利用異重流排沙。異重流排比較高,也屬于壅水排沙的一種類型。多次異重流平均排也可以達到60%以上,一次洪水異重流排可高達90%以上。
2.4河道淤積緩解技術
建立在熟悉高含沙水流性質的基礎上,可利用高含沙水流極高的挾沙能力進行長距離輸泥可緩解河道淤積。
3流域泥沙治理存在的問題
流域泥沙治理是綜合性課題,其存在的問題包括以下方面,一是水沙變化趨勢預測影響水土保持措施,人類活動顯著影響了降雨產沙過程,預測的難度和不確定性增加。因此,可不斷探索用高新技術(GIS、遙感等),從基礎理論、基本資料入手,根據實測資料分析水沙規律,研究水土保持措施減水減沙效益及趨勢預測。從而較準確地分析水土保持措施的減水減沙效益,以便預測未來的水沙變化趨勢。二是應加強對河道本身沖淤對水沙變化的影響、農田及耕作措施攔蓄水沙作用的研究。三是缺乏較成熟的水文統計模型分析水土保持措施的減水減沙效益,而產沙輸沙的水文概念性物理模型起步較晚,還不能像降雨徑流模型那樣方便地應用于實踐,因為影響水沙變化的因子較多,資料的代表性尤為重要。四是水土保持重點治理區的水沙觀測資料缺乏,分析研究工作的困難增加。五是難以準確地將降雨侵蝕產沙試驗資料和小流域情況分析推廣運用到大尺度的流域上去。
4發展展望
通過上述提到的治沙辦法可以看出泥沙治理技術日后會偏向于生態治理方向,從單純的治沙轉向治沙的同時利用淤沙,并且將先進科學技術應用于流沙治理方面。應把水土流失治理與水土資源的開發、利用相結合,作為一個系統,其目的是建立穩定、持續、高效的流域自然―社會―經濟復合生態經濟系統[9-10];從實際出發,綜合分析流域內的自然資源和社會經濟的可開發因素、制約因素、有利因素,合理確定治理技術發展方向和治理目標。
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[關鍵詞]高瓦斯;礦井;治理
中圖分類號:TD353 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)29-0342-01
1 高瓦斯礦井簡介
1.1 高瓦斯礦井概念
瓦斯一般存在于煤巖層,在煤礦開采的過程中只要發現瓦斯便可以稱之為瓦斯礦井,一般而言我國大部分礦井在開采過程中都會在煤巖層中發現瓦斯,但是由于其含量相對較少,一般只要進行常規性的治理,就可以很好地解決瓦斯的問題。但是由于煤巖層的具體構造不同,不同地區的煤巖層顯現出的特質也有所不同,因此在煤礦開采的過程中,經常會在煤巖層中發現大量的瓦斯,這些瓦斯在開采的過程中大量涌出,嚴重影響煤礦開采工作的進行。國家有關部門對礦山開采過程中的瓦斯問題十分重視,針對瓦斯涌出量的不同,有關部門制定出了相應的標準用以判斷煤礦是否是高瓦斯礦井。
1.2 高瓦斯礦井危害
礦井內瓦斯超標會給礦井的開采,工作人員的安全等都帶來嚴重的傷害,具體在實際工作中,高瓦斯礦井存在以下幾個方面的危害: ①對工作人員生命健康造成威脅。就瓦斯本身而言其對人體并沒有任何的毒害作用,其之所以會對人的生命健康造成威脅,主要是因為濃度過高的瓦斯導致空氣中的含氧量降低,影響人的正常呼吸最終造成缺氧現象的出現,導致人因缺氧出現頭暈,昏厥甚至死亡等現象。②容易產生爆炸。瓦斯雖然與其他的一些有害氣體相比具有著一定的穩定性,對人產生的傷害也相對較緩慢。但是瓦斯具有可以爆炸的特性,因此當瓦斯濃度達到一定限度時,遭遇高溫因素的影響很容易產生爆炸。這種爆炸一般會對礦井工作人員以及礦井的開采帶來極大的影響。我國各地區的礦井在發展過程中均出現過不同程度的瓦斯爆炸現象,嚴重的曾經造成數百人的死亡,是井下工作中最大的安全隱患之一。
1.3 高瓦斯礦井的分布
高瓦斯礦井在我國分布得相對較廣,就目前來看我國南方的大多數礦井皆屬于高瓦斯礦井,在北方河北,內蒙等重要的產煤地區也有分布。經過細致的分析我們發現,除山東地區,高瓦斯礦井相對較少外,我國大部分地區皆有高瓦斯礦井。鑒于高瓦斯礦井在我國有著如此高的分布率,我國政府在進行煤礦安全管理的過程中,一直將瓦斯的治理工作當中安全管理的首要工作任務之一,為有效保障高瓦斯煤礦瓦斯問題的順利解決,有關部門還制定出了一系列的政策法規,對煤礦企業進行管理與限制,希望以此來提高煤礦企業對高瓦斯礦井的治理效果。
2.影響高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯治理的因素
2.1 設備水平偏低,技術支持不足
高瓦斯礦井在我國雖然有著較廣的分布,但是其治理工作一直沒有達到理想的狀態。就目前來看,在治理高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯問題的過程中,最突出的影響因素是技術與設備,具體來說體現在以下幾個方面: ①設備水平不足。煤礦是我國重要的資源,因此從我國政府到各級企業都對煤礦的開采十分重視,但是由于受到利益的驅使,大多數人都將目光放在了煤礦開采的質量上,而忽視了煤礦開采過程中的安全性問題,雖然我國政府一直在加大煤礦安全管理的力度,但是落實到地方仍收效甚微。在絕大多數地方煤礦中瓦斯治理的設備存在著明顯的陳舊性,難以滿足瓦斯抽排以及井下通風的需要,造成瓦斯超標現象的產生。②技術支持不足。煤礦企業在我國仍屬于勞動力密集型產業,因此在煤礦生產的過程大部分企業對勞動力的關注高于對技術人才的關注,因此我國煤礦企業普遍出現了人才不足的問題,導致其在高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯治理的過程中,難以有效進行技術方面的應用,致使瓦斯問題難以有效的治理。
2.2 井下環境復雜,安全措施缺失
煤礦開采主要作業都是在地下完成,由于地下的情況多變而特殊,在煤礦開采之前,有關煤田勘察人員很難對地下的實際情況進行全面的勘測,因此導致煤礦開采過程中經常會出現一些突發性問題,出現瓦斯大量涌出的現象。具體來說主要有以下幾個方面的原因:①井下環境復雜。井下環境相對地上要復雜多變得多,在井下施工與開采,既要保證巷道挖掘以及建設的可靠性,又要在挖掘的過程中注意煤巖層的實際情況。在實際的煤礦開采過程中,經常會由于井下環境復雜而導致瓦斯大量涌出難以控制的現象,阻礙煤礦的開采,威脅工人的生命安全。②安全措施缺失。良好的安全措施,是井下施工的保障,但是在我國部分煤礦企業中由于人為的原因,經常會出現安全措施不足的現象。一般而言這種人為的原因包括兩個方面。一是企業管理人員忽視安全措施的重要性,造成井下安全措施的缺失。另一方面則是井下工作人員安全意識淡薄,在工作過程中,沒有按規定對自己進行有效的保護。無論是那一種原因,在高瓦斯礦井開采的實際工作中都會帶來嚴重的安全隱患。
3.高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯治理策略
3.1 改善通風系統,加大抽采力度
要想有效地對高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯進行治理,最直接、最有效的方法就是從通風以及抽采兩個方面入手,具體來說有關工作人員可以進行如下操作: ①改善通風系統。傳統的煤礦通風系統存在著一定的不足,在通風過程中難以高效地向礦井內進行空氣的輸送,無法緩解瓦斯帶來的壓力。因此針對傳統通風系統的不足,現代的一些礦井對通風系統進行了改革,在井下作業過程中建立起了雙U 型的通風系統,其在通風的過程中更加快捷便利,并且通風量更大,可以高效持久地為井下進行空氣輸送,保障施工人員的正常呼吸。②加大抽采力度。煤礦開采過程中由于煤巖層含有的瓦斯較多,經常會出現瓦斯大量涌出的現象,針對這種情況單純依靠通風排氣已經很難解決了,因此要通過抽采方式對瓦斯進行處理。隨著現代科技的發展,我國井下瓦斯抽采技術也在進行改革,目前部分礦井已經化被動為主動,積極地對礦井中瓦斯進行預測,有針對性地進行提前預抽,以減少開采過程中的危險性。
3.2 注重技術革新,制定應急措施
在進行高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯治理的過程中,有關工作人員不僅要注重實踐工作的進行,同時也要重視技術以及安全問題,這些都是保障瓦斯治理順利進行的基礎。具體而言在實際的工作中,有關工作人員應從以下幾個方面入手: ①建立預測體系,注重技術革新。瓦斯問題之所以難以治理就是因為在煤礦開采的過程中,對于瓦斯的位置,含量等難以預測。因此在今后的工作中有關人員應加大技術的投入,建立起有效的瓦斯預測體系,提高瓦斯的預測質量,提高瓦斯治理的效率。②注重安全管理,制定應急措施。安全是煤礦工作的重中之重,良好的安全管理制度可以有效避免井下事故的產出,因此有關煤礦企業應積極制定出有效的安全管理制度,應針對可能出現的安全問題制定出行之有效的應急措施,以保障井下施工的安全。
4.結語
綜上所述,高瓦斯礦井采煤工作面瓦斯的治理存在著諸多的影響因素,有關煤礦企業要想有效地對其治理情況進行提升,就要從工作的實際出發,積極加大科學技術的投入,發揮人才的作用,以此推動高瓦斯煤礦采煤工作的順利進行。
參考文獻
[1] 張永軍.高瓦斯礦井瓦斯防治技術研究[J].科技情報開發與經濟,2012(8).
關鍵詞:礦井 沉陷 治理技術
前言
沉陷區屬于礦井開采過程中出現地面塌陷,地表下移的區域,通常來說,沉陷區就是地下煤礦開采過度,在開采的過程當中沒有加入相應的支撐措施,從而導致整體煤礦區域下陷。我國作為煤礦大國,由于近年來的超額開發以及不法“煤商”的不正當經營,導致由于煤礦開采引發的地面沉陷問題越來越大,所以如何分析這一問題,如何做出有效的技術處理,如何進行預防經成為了當下開采煤業最為重要的問題之一,下面筆者就通過這三個方向為大家詳細的進行分析。
1 開采沉陷及環境地質問題
在我國煤礦開采工業當中百分之九十五以上都屬于井工開采,雖然這一開采方式經濟長久,但是隨之而來卻產生了大量的問題,因為井工開采一般采用的是全陷落法處理頂板,并且全部屬于長壁工作面、這種“組合”方式導致,一旦礦井出現過度開采或者是在陷落處理上的某一點不牢靠,就會導致全面的崩塌以及大范圍的陷落,具不完全統計,我國煤礦陷落100%都是由這以礦井模式引起的。并且在預防問題上我國的煤礦行業也沒有系統的方式,一般的預防都是采取“采深采厚比”進行分析,因上覆地層各地區不同,取值不一樣,這個是地表沉陷的重要參數,影響范圍是礦山很多因素綜合的。沉陷呈漏斗狀,因此范圍正常是比井田范圍要大。如果事先做好防治措施,也可減小影響范圍,比如留設煤柱,矸石回填等。目前很少有礦山做到,做也只是個形式。這就導致了頻繁的事故發生以及不可預估性的現象產生。采煤塌陷后陸地生態環境退變為水生生態環境,大面積采煤塌陷地在地表形成積水移動盆我國將處于工業化進程加快的關鍵時期,隨著煤炭工業經濟增長方式的轉變、煤炭用途的擴展,煤炭的戰略地位仍然十分重要,能源專家預測,煤炭在我國21世紀能源總消費結構中仍將占據主導地位。
2 采煤沉陷區治理技術
沉陷區分空陷,過載陷,地質運動陷。情況分地區經濟能力,人口密度以及財政支持。處理辦法有灌漿,爆破,特殊改造等。沉陷區的出現只有兩種情況,一是不可抗拒的自然地質運動。二是毫無計劃的越界亂采。目前國內的處理方案只有地下大型承重設施后灌漿及搬遷。耗資及其巨大。總體來說采煤沉陷區綜合治理是一項系統的,耗資巨大的出于下策的無奈之舉。現有的質量方向,總體來說有一下四點:1、增加采空區主要地質災害控制方面的努力,2、治理努力提高煤礦的廢物傾倒。煤矸石治理和廢石的綜合利用,加大科研力度,項目和政策的傾斜,優先支持利用煤矸石發電和水泥的發展,超細粉體材料如化學工業,從根本上減少廢物傾倒區,消除安全隱患。3、開展小流域綜合治理和采空區的河道管理范圍內。首先,綜合實施水土保持工程,加強在河煤田培訓,防止河水滲透,滲透的煤礦,確保煤炭生產的安全。4、經特殊處理的主要地質災害。在礦山主要地質災害治理的主要地方,每年安排專項資金,并逐步解決的主要地質安全隱患。但是在這里筆者要指出,最為高效的方式是緊急停止周圍能源的開采,以及現有陷落區域的開采,使徒弟自然沉降,并加以技術支撐。
(1)在采煤防陷的大工程項目中,經常會不可避免地遇到由于采煤過度引起的塌陷而導致的“活斷層”造成的危害。如山西省大同市80年代出現第一條“活斷層”地裂縫帶,迄今較大的地裂縫帶已發展9條,總長度達30多公里,使200多棟樓房遭受嚴重破壞,直接經濟損失達3億多人民幣。又如近年來在撫順市由于斷層活動導致若干棟樓房產生傾斜或墻體開裂等嚴重破壞,也造成了重大損失。因此在國家的倡導下,提出了抗御斷層新技術,這一技術采取高度可調隔震支座技術措施后,當做用到礦井當中后可以大幅降低傳遞到上部結構的地震荷載,在中等以下塌陷作用下,保證上部結構主要構件不出現損傷;高度可調的功能可以發揮作用,將上部結構恢復水平狀態,實現塌陷可修的目標。當遭遇大范圍塌陷時,由于隔震功能能夠保證傳遞到上部結構的塌陷荷載不至于造成結構體系嚴重損傷,能夠保障總體結構的相對未定。總體而言,能滿足斷層附近及采沉區“小陷不壞,中陷可修,大陷不倒”。
(2)據不完全統計,我國國有骨干大中型礦井“三下”壓煤量達到14Gt以上,其中建筑物下壓煤占整個“三下”壓煤量的60%以上,水體下(包括承壓水體上)壓煤占28%左右,鐵路下壓煤占12%左右,然而,到目前為止,我國僅從“三下”采出的煤炭約有1G,t只占整個“三下”壓煤量的7%左右,這些壓煤量嚴重制約著礦區的生產和可持續發展。隨著資源可采儲量的減少及對煤炭資源采出率要求的提高,如何實現綠色開采成為近些年煤炭企業急需解決的技術難題,充填開采技術已取得了一定階段性成果,近些年來將會不斷完善并逐步推廣應用。
(3)合理規劃開采布局是減輕甚至是避免開采沉陷損害的必要手段和措施,要充分利用變形規律和地面規劃要求有機結合,做到有的放矢,避免開采和治理的脫節。
(4)伴隨著煤炭資源的大規模開采,我國中東部煤炭資源將逐步枯竭礦井相繼關閉,我國煤礦的關閉開始于上個世紀末,自2000年我國集中關閉40個國有煤礦后,到目前為止,已經先后關閉了約300個國有大煤礦。關閉礦井綜合生態問題越來越凸現出來,其特點是修復的綜合性和復雜性,進行集關閉煤礦的塌陷地植被、水環境、工業垃圾堆積為一體的綜合生態修復再造,是資源枯竭型礦區社會實現可持續發展的迫切需要。
(5)隨著資源逐步減少,開采難度加大,我國能源重心西移趨勢越來越明顯,晉陜蒙寧甘等5省區煤炭資源儲量占全國總儲量的68%,2010年晉陜蒙3省煤炭產量占全國煤炭產量的50%以上,并有逐年增加趨勢。西部地區由于獨特的干旱氣候和地理環境,生態環境極為脆弱,環境容量低下,敏感性強而穩定性差,抵御外界干擾能力弱和自然恢復功能差。因此,西部生態脆弱礦區采煤沉陷區治理及生態環境保護的任務艱巨。
結束語
作為煤炭資源大國,煤炭經濟在拉動我國社會經濟快速發展的同時,也帶來了土地沉陷、房屋斷裂、村莊搬遷等一系列嚴重問題。如何妥善搬遷安置沉陷區村民,維護社會和諧穩定,促進礦區經濟平穩較快發展已經成為了重點問題。所以筆者呼吁,將沉陷區村莊搬遷安置與新農村建設、小城鎮建設相結合,因地制宜,多模式搬遷安置,首先保障人民安全,并采用新方法、新途徑改善技術措施才,有力地促進了我市經濟社會的全面協調可持續發展。
參考文獻:
[1]董維武(譯).世界煤炭生產與消費趨勢[J].中國煤炭,2006.
[2]徐良驥,嚴家平,高永梅.淮南礦區塌陷水域環境效應[J].煤炭學報,2008.
【關鍵詞】瓦斯為天;綜合治理;方法;安全
煤礦作為高危行業之一,安全生產始終是生產領域中的頭等大事和永恒的主題,而治理瓦斯又是煤礦安全工作的重中之重。因此,煤礦瓦斯綜合治理工作任重而道遠。崔家溝煤礦是我國監獄系統的現代化礦井之一,1958年12月建成投產,現生產能力180萬噸。2006年以前,隨著機械化程度的提高及開采深度的加大,綜采工作面瓦斯一直居高不下,特別是工作面上隅角,在拉架過程中,瓦斯經常出現超限現象,嚴重制約了崔家溝煤礦的安全生產。為此,我們下大力氣,狠抓技術革新,形成了目前一套行之有效的瓦斯綜合治理方法,取得了良好的效果。目前,崔家溝煤礦瓦斯治理工作得到了根本的轉變,瓦斯綜合治理方法已貫穿于井下生產的全過程。
1.加強了通風系統的改造和優化
在優化設計的基礎上,對井下主要通風巷道進行了全面的維修和改造,累計維修和改造主要通風巷道3000多米,使礦井通風巷道斷面明顯增大,通風阻力大大降低。同時對地面主扇進行改造,目前使用FBCDZ—№24對旋式,使礦井的通風能力有了很大的提高。在大系統得到根本改善的前提下,針對井下長距離通風的特點,采用先進的大功率對旋局扇,有效克服風筒長距離供風阻力;安設同等能力的備用局扇,并安裝局扇自動切換裝置,主備局扇實現分開供電,當工作局扇停止運行時,備用局扇自動啟動運轉,提高長距離掘進工作面供風的可靠性。 選用優質大直徑風筒,采用優質低阻橡塑柔性風筒,加大風筒直徑,在風筒高壓部位采用打包裝帶加強的方法解決風筒由于供風距離過遠,靠近局扇附近風筒壓力大容易造成風筒脫節的問題。通過多種措施并舉,目前崔家溝煤礦通風系統穩定、可靠。為礦井的安全生產奠定了良好的基礎。
2.采用了先進的瓦斯抽采技術
由于崔家溝煤礦為煤油氣共生礦井,回采過程中的瓦斯治理除了煤層本身的瓦斯涌出問題,還有煤層頂底板的瓦斯涌出,因此工作面的瓦斯治理采用了本煤層傾向順層鉆孔預抽及邊采邊抽、工作面頂板走向鉆孔以及采空區埋管抽采相結合的抽采方法進行綜合瓦斯抽采。具體方案是:
傾向順層長鉆孔預抽及邊采邊抽+工作面頂板走向鉆孔+采空區埋管抽采。
2.1工作面傾向順層鉆孔預抽及邊采邊抽
順層鉆孔瓦斯抽采技術是指利用強力鉆機沿煤層傾斜方向或走向打煤層鉆孔抽采本煤層瓦斯的一項技術。斜向鉆孔可延長鉆孔在回采工作面前方卸壓帶內的瓦斯抽采時間。因此,采用順層傾向鉆孔布置可提高抽采效果,所以,本煤層瓦斯抽采采用順層傾向鉆孔布置方式,從工作面里段運輸順槽向工作面方向施工鉆孔,鉆場間距50m,鉆場個數根據工作面的長度具體確定,每個鉆場內布置4個鉆孔,鉆孔終孔間距15m,鉆孔長度120m。
2.2工作面頂板走向鉆孔抽采
鄰近層、采空區浮煤和煤柱等都要向采空區涌出大量瓦斯,這些瓦斯向回采工作面擴散或被風流帶出,往往造成采面、尤其是上隅角瓦斯超限。因此,加強在采工作面空區瓦斯抽采,在崔家溝煤礦井是非常必要的。
根據礦壓理論和模擬試驗發現,采空區隨著頂板的冒落,中部逐漸被壓實,而圍繞中部的環形帶透氣性能較好,且為采空區瓦斯聚集區。如果將鉆孔布置在該環形帶內,瓦斯抽采量提高,且衰減速度較慢,這即所謂的“O型圈”理論。頂板走向鉆孔抽采是工作面采空區抽采行之有效的方法。在工作面里段頂板走向鉆孔的布置方式為:在回風順槽內由切割巷開始每隔50m布置一鉆場,鉆場個數根據回風巷長度來定,每個鉆場內布置5個鉆孔,鉆孔長度120m,鉆孔終孔點位于煤層頂板上方5m左右。
2.3采空區埋管抽采
在工作面里段回風巷沿巷道底部鋪設一趟Φ500mm的塑料主管道,在距工作面80m左右處設一彎管將抽采管道均抬高至巷道頂部,并在巷道頂部分叉,架設4趟Ф315mm礦用塑料抽采管道,4趟抽采管道的管口依次相距3~5m,用篩網對抽采管口進行保護,設沙袋墻對抽采管道進行保護,以此形成埋管口。在分叉處對4趟礦用塑料管道分別安裝一個閥門,并在分叉處的前段安裝一個總閥門,在工作面推進過程中,將1、2、3、4號礦用塑料抽采管道的埋管口保留在工作面的采空區的深度依次為9~15m、6~10m、3~5m、1m處,通過抽采系統對采空區瓦斯進行抽采,當工作面推進至2號礦用塑料抽采管道管口附近時,關閉1號管道的閥門,并在上隅角袋子墻處卸掉1號管道在采空區內的管子,亦即2、3、4、1號礦用塑料抽采管道的埋管口保留在工作面的采空區的深度依次為9~15m、6~10m、3~5m、1m,用于下一循環抽采,依次類推,以此達到利用埋管不斷抽采采空區及上隅角瓦斯的目的。在實際過程中可根據實際抽采情況再確定最佳的循環間距。具體布置如圖所示。
3.強化職工安全意識,實現群防群治
人的思想決定人的行動,樹立全員的安全意識,是做好安全工作的重要保證,為此,礦開展了豐富多彩的安全宣傳教育活動。通過安全活動的深入開展,使每名職工都牢固的樹立起“瓦斯為天”、“瓦斯不治,礦無寧日”的思想,從而大大的提高了職工的安全意識,也大大的增強了職工防止瓦斯的自覺性和主動性。同時加大了各類違章的打擊和處罰力度,從而形成了群防群治的良好氛圍。
關鍵字:硫化氫 生物法 化學法 物理法
前言
硫化氫是一種具有重大危害的有毒有害氣體,尤其是對人體和環境的危害和影響是最為明顯的。硫化氫的存在不僅僅是對人類的身體健康產生嚴重的威脅,更是會對管路和相關的設備產生腐蝕作用。因此,無論是國內,還是國外的研究學者毒霸研究熱點放在研究硫化氫的治理技術上。目前,在工業上有成效的治理方法倒是有許多,大體上可以劃分為生物法、化學法、物理法等三大類。
一、生物法
在20世紀80年代初的時候,研究者研究的方法是運用生物凈化法處理廢氣。在我國,最早進行了生物法處理H2S廢氣研究的有同濟大學、昆明理工大學等兩所學校的學者。孫佩石和黃若華等[22]研究學者運用生物膜填料塔作為反應器,并采用活性污泥法進行填料掛膜,以此來研究除去H2S廢氣。而邵立明等[23]則采用城市污水處理廠的二沉池污泥,經過液相曝氣馴化之后,制作固定化的小球進行試驗,經研究結果發現固定化微生物除去污泥率超過95%。殷俊等[24]則是采用了研究泥炭生物慮塔處理含量H2S惡臭氣體的技術。
二、化學法
1.化學吸收法。利用H2S(弱酸)、化學溶劑(弱堿)之間互相發生的可逆反應,來脫除H2S的就是化學吸收法,這種方法比較適合較低的操作壓力,或者原料氣中的燼含量較高的場合中。常用的化學吸收法一般來說就包括碳酸鹽法、氨法等。最早使用從其他中除去Co2、H2S等酸性氣體的方法的是碳酸鹽法,它可以完全除去COS,但是不含Co2或者Co2含量較低的場合中。碳酸鹽溶液在化學性質上還是比較穩定,不會與COS、O2等物質發生降解反應,而目前的科學研究更是主要集中在新型活化劑的研究開發方面[21]。
2.液相催化氧化法。在國內外,使用液相催化氧化來處理H2S的方法是比較多的,一般來說是由堿液吸收H2S,直接生成氫硫化物,而且硫化物在相對應的催化劑作用下,進一步氧化成硫磺,并且催化劑再生之后還可以再繼續使用。
3.氨法。運用氨水作為吸收劑,對一些設備具有較重的腐蝕性,并且還會污染環境。但是,在處理焦爐煤氣時,利用焦化廠可以生產出自產的堿源,因此,運用此法,會在經濟上占到足夠的優勢。
4.鐵、鋅化合物脫硫法。采用氫氧化鐵,并添加石灰石、木屑、水等物質進行混合作為脫硫劑來實現的就是氧化鐵法,這種方法比較適用于處理焦爐煤氣、其他含有H2S的氣體,使得脫硫的效率達到99%。但是,該方法耗能比較大,占地面積廣,脫硫劑需要定期再生,總體上來說不是很經濟。采用氧化鋅作為脫硫劑來實現的就是氧化鋅法,該方法比較適合用于處理H2S含量比較低的氣體,脫硫率高達99%,其主要的劣勢就是脫硫劑再生困難。
三、物理法
1.活性炭法。通常所說的活性炭是一種常用的固體脫硫劑[4.5],一般來說,許多學者都會認為是在氧氣的存在下,才會出現活性炭脫硫,而活性炭表層面積上的醌酚基會將H2S催化氧化作為單質硫,進而打破呼吸的平衡。使得活性炭脫硫的能力提高到10倍以上。假如,將活性炭侵澤后,過度到金屬(如:CuO、CoO、Fe2O3等),可以很明顯看到,在這個過程中增強了活性炭的催化活性,不僅降低了脫硫溫度,而且還大大的提高了脫硫容量。黃岳元、趙天成等[6],將活性炭侵澤過碳酸鈉之后,通過研究發現,該性后的活性炭的吸附能力比一般的、普通的活性炭提高了許多。
2.物理吸收法。利用物理吸收溶劑來對H2S的選擇吸收溶劑來實現的就是物理吸收法,通常情況下,是以吸收溶劑的有機溶劑為主,按照所用的不同量的溶劑來劃分為[1--3]:碳酸丙烯酯法、冷甲醇法、磷酸三丁酯法等。
3.分子篩法。作為性能優良的吸附劑是分子篩,它一般具有骨架結構的堿金屬,或者說堿土金屬的硅鋁酸鹽晶體[18]。分子篩不僅具有較大的表面積,而且還具有高度局部集中地極性電荷。這些局部集中地電荷分子可以使得分子篩進行強烈的吸附有極性,或者說可極化的化合物,例如H2S等。并且分子篩脫硫的工藝流程是由酸氣通過過濾器,除去雜質、游離水等物質,然后進入到脫硫塔繼續除去H2S,再進入脫硫塔內,H2S就會被分子篩篩細孔進行吸附,吸附到H2S達到飽和狀態之后的分子篩,利用精華氣再生。所以,分子篩的基本特點就是可再生吸附劑,但是分子篩脫硫的裝置一次性投資較大,尾氣處理的費用較高
4.微波法。微波法通過利用微博的特性,從分子內部激發出H2S分子,以及提高了分子能級,進而在比較短的時間內,把H2S去除。馬文等[10]研究了,在微波作用下,把硫化亞鐵當做催化劑,將硫化氫分解成為氫氣和硫磺的反應,經過研究表明:硫化亞鐵在微波的作用下,在較短的時間內可以轉化的轉化率達到95%以上。而且微波技術還可以運用到天然氣中,以此來分解H2S,變成H2和硫磺,這樣的產品可以用作燃料和油品煉制。
5.膜分離法。利用氣體中的不同組分,通過特制薄膜的速率差異來實現的就是膜分離法。在國外(如:美國、加拿大、墨西哥等國家),膜分離法已經被廣泛的運用到天然氣脫硫[19]的制作過程中。這種方式的好處就在于操作簡單、方便靈活、操作成本低、環境良好等,因此,,膜分離法具有很好、很廣的發展前景。
結束語:
目前,在國內外的硫化氫治理技術已經十分的成熟,不過經過仔細研究發現,不管是生物法、化學法、還是物理法在一定程度上都存在一些不利的弊端。隨著人類逐步的增強環境保護意識,運用科技研究,進行開發高效并無二次污染的硫化氫已經成為當今時代研究的主流課題,研究新的治理方案加上多種治理方法的互相組合運用,是今后科技研究的重要方向。
參考文獻:
[1]殷俊,方士,陳英旭.泥炭生物慮塔處理低濃度H2S氣體的試驗研究.環境科學學報,2003,23(1):41~44
關鍵詞: 混凝 土裂縫 成因 治理措施
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
前言
隨著我國城市化建設的進行,市政工程的規模也逐漸增大,當然工程質量有了更高的要求。而在當前的市政工程中,混凝土構件占的比重相當大,因此影響構件安全的混凝土裂縫要格外注意。但混凝土的抗拉強度相對較低,使得混凝土結構中經常出現一些裂縫,這些裂縫會導致混凝土浸水而腐蝕內部構件。而內部構件的腐蝕將降低混凝土材料的耐久性、抗滲透性能以及承載力,同時還會影響混凝土結構的使用壽命及外觀,嚴重的甚至會對人們的生命財產安全產生危害。
一、混凝土裂縫產生的原因
混凝土產生裂縫的原因有很多,主要是由于溫度和濕度的變化,結構不合理,基礎不均勻沉降,原材料達不到要求以及混凝土自身的脆性和不均勻性等引起的。在混凝土硬化這段時間內,水泥會產發熱,使得其內部的溫度升高,從而在其表面形成拉應力。而到了后期,其溫度會下降。而在此期間內,混凝土又會因為受到基礎以及已成型混凝土的約束作用而在其內部產生拉應力。同樣,外界氣溫的變化也會使混凝土表面產生拉應力。而當這些拉應力大于混凝土的抗裂能力時,混凝土將會出現裂縫。部分混凝土的表面濕度變化較為明顯,而內部濕度卻變化很小。混凝土本身就是脆性材料,其抗拉強度只有抗壓強度的十分之一左右。在給混凝土添加短期荷載時的極限拉伸變形只有(0.6~1.0)*104,而添加長期荷載時的極限拉伸變形只有(1.2~2.0)*104。因而,混凝土本身的脆性也易導致其產生裂縫。如果在混凝土制作過程中,所選材料達不到要求,且其水灰比不穩定,會使得混凝土的抗拉強度不一致,在抗拉強度低的部位就容易出現裂縫。
二、混凝土施工中常見裂縫及其治理措施
1、干縮裂縫
(1) 干縮裂縫的產生。在混凝土養護或是澆筑完畢一段時間后,經常會出現表面性的平行線或網狀的較淺、細小的裂縫,特別是大體積混凝土的平面部位更是多見。這種裂縫稱之為干縮裂縫。這是由于水泥漿水分在揮發過程中因為所處的位置不同而揮發速度有所區別造成的:混凝土外部表面水分蒸發較快,變形較大,而混凝土內部水分蒸發速度較慢,變形較小,這就造成混凝土外部表面干縮速度大于內部干縮速度,在兩者之間存在一個拉應力,從而出現裂縫。干縮裂縫使得混凝土的抗滲性受到影響,水流隨縫隙進入混凝土內部,氧化、腐蝕鋼筋,對混凝土構件的穩固性、耐久性、承載力等都造成嚴重影響。影響混凝土干縮的因素主要是混凝土的配制方式方法,例如混凝土中水泥成分、用量,混凝土水灰比、外加劑比以及集料的性質和用量,還有就是混凝土的具體養護措施。
(2)干縮裂縫的處理。要減少干縮縫裂的產生,在施工中需要做好以下幾項預防措施:a.選用收縮指標較少的水泥,例如選用中低熱或是粉煤灰水泥,工程的重要部位選用高強無收縮灌漿料施工,避免干縮裂縫的產生。b.市政施工的實踐證明,混凝土的干縮程度與水灰比的正比關系明顯,水灰比越大,干縮程度越大,所以在混凝土的配比設計中應合理計算水灰比,在保證混凝土強度的前提下,盡量降低水灰比,減少水泥用量。c.在施工中不能貪圖攪拌順利而加大用水量,應嚴格按照設計的配合比添加用水。d.改進混凝土養護方法,加強早期養護,延長養護時間,特別是在冬天,必須延長保溫覆蓋時間,并涂刷養護劑。e.對于大面積混凝土施工,科學設置收縮縫。
2、塑性收縮裂縫
(1) 塑性收縮裂縫的產生。塑性收縮裂縫大部分發生在混凝土強度較小時的終凝前后。外在因素是干熱或是大風影響,混凝土表面失水太快而造成體積急劇收縮,而混凝土的強度很小無法對急劇收縮產生反制力,從而在混凝土表面出現龜裂(裂縫),這類裂縫外力作用十分明顯,裂縫一般較長(一般都有20~30cm,最長可達2~3m) 較寬(一般1~5mm) 較深,對混凝土的影響較干縮裂縫更加嚴重。
(2) 對塑性收縮裂縫的處理。裂縫的預防處理除了選用干縮值較少、早期強度較高的水泥品種(例如硅酸鹽水泥) 和嚴格控制水灰比之外,最主要的是做好混凝土終凝前的表面濕潤工作,及時覆蓋塑料薄膜、草墊、麻席等,并在高溫、大風天氣做好混凝土的降溫、擋風措施。
3、沉陷裂縫
(1) 沉陷裂縫的產生。沉陷裂縫外表大多表現為沿地面垂直或是30~45 度銳角斜向發展,進而產生錯位。沉陷裂縫產生有兩個主要原因,一是承載混凝土的地基或回填土的土質過于松軟,在水浸之后產生沉降;二是混凝土施工時搭建的模板剛度較小,模板支撐力不夠以及模板支撐底部不結實造成的。顯然,外在因素是沉陷裂縫產生的主要原因。
(2) 處理沉陷裂縫主要從兩方面考慮,在承載混泥土的地基或回填土方面,施工前進行必要的夯實、加固,盡量避免施工過程中讓地基在水中浸泡。在模板方面,一是選擇合適的模板板材,其剛度和強度要符合施工要求;二是合理設計模板結構,避免支撐距離過大造成支撐力不足;三是混凝土施工完工后合理安排拆除時間,不能太早,并針對混凝土結構注意拆模順序。
4、溫度裂縫
(1) 溫度裂縫的產生。在混凝土澆筑后的硬化過程中,水泥在水化時會發出大量的熱量(稱之為水化熱),推高了混凝土的內部溫度(有時超過70 度甚至更高),而混凝土外表面散熱較快,使得內外產生較大的溫度差,在熱脹冷縮作用下,混凝土內部在通脹,而表面卻在冷縮,從而在兩者之間產生一個作用力(拉應力),當這個作用力大于混凝土的抗拉強度時,在混凝土表面就會產生裂縫。溫度裂縫主要在大體積的混凝土結構中發生。溫度裂縫和干縮裂縫的主要區別是干縮裂縫主要和混凝土內外的水分自然蒸發的速度有關,而溫度裂縫和溫度相關性較強,在冬季裂縫較寬,而夏季較窄。在外型上,溫度裂縫通常中間粗兩端細,而干縮裂縫粗細變化不明顯。
(2) 在市政工程中,大體積混凝土越來越多的應用在橋梁工程、高架路工程、給排水沉降井工程等,溫度裂縫會使得混凝土碳化,降低混凝土的抗滲、抗疲勞性能,并使得混凝土結構內鋼筋銹蝕,造成工程存在嚴重的安全隱患。在這類工程施工中,預防和控制大體積混凝土的溫度裂縫一直是施工的重點和難點。除了做好其他原因引發的裂縫預防措施外,還需要在施工中注意以下幾點:一是在大體積混凝土內部合理設置冷卻管,澆筑后通冷水或冷氣,達到降低混凝土內部溫度的目的;二是科學添加減水、增塑、緩凝等外加劑,提升混凝土的流動性、保水性,降低水化熱;三是改善施工方案,采取分層、分塊澆筑混凝土的方法,充分利用混凝土表層的散熱,減少裂縫產生的可能性。四是改善施工工藝,例如在舊有的“三冷技術”施工的基礎上再采用“二次風冷”的新工藝,可以有效降低混凝土的澆筑溫度,減少溫度裂縫的產生。
結束語
總之,混凝土的裂縫是一項世界性的難題。探索出有效的裂縫控制措施和修復方法是很有意義的,還需要廣大研究工作者進一步努力。
參考文獻
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關鍵詞:河道治理 清淤技術 淤泥處理
1.我國中小河道存在的普遍問題
目前,我國中小河道存在一個普遍問題,就是淤泥沉積。這種情況直接危害了河道原有的兩大功能:其一是河道的防災減災功能,其二是河道對于洪水的調蓄能力。河道這兩大功能的破壞,導致了自然災害沒有緩沖的階段,直接威脅到人類的生命和財產安全。在農村,中小河道的淤泥堵塞有可能會導致兩個結果:一是農村的飲用水遭到破壞。村民的飲用水如果以河水為主的話,那么河流淤泥的沉積必然會破壞水質,導致飲水疾病的發生;二是農村的農業灌溉嚴重受阻。在許多北方旱地,靠近河流的農業土地,其灌溉用水也勢必取自河流,長期的淤泥堵塞會導致河流水量減少,水位下降,如果不予及時治理,強行取水,那河流便存在斷流的風險,一旦河流斷流,想要恢復那就是難上加難。在城市,中小河道的主要作用則是對城市環境有調控作用,河流可以增加城市的空氣濕度,減少一部分空氣粉塵,更可以美化城市環境。然而,目前我國許多工業城市河流污染現象及其嚴重,中小河道淤泥長期得不到清理,河道本身凈化空氣的作用反倒成了污染空氣質量的幫兇。因此,提高人們關于中小河道長期清理淤泥的認識變得越來越重要,提高河道淤泥處理技術也迫在眉睫。
2.我國中小河道治理中清淤技術的應用
目前我國的清淤工程分為三個階段:前期的準備調查階段,中期的測量和設備放樣階段,后期的清淤具體實施階段。在前期的準備調查階段,主要是判斷淤泥是否具有污染性和危害性,然而實際情況是,許多施工人員不重視前期的準備階段,直接按照具體施工步驟按部就班的來,卻忽略的實事求是的處事原則,這就導致了清淤工作因為出現的偏差而重復進行,浪費人力物力。在前期的測量指標中,應根據具體數據來判斷淤泥的性質,從而制定出合理的方案。
目前我國的清淤技術分為兩種:一種是水下清淤處理技術,一種是環保清淤處理技術。
2.1水下清淤
水下清淤技術主要是在船上對清淤設備進行安裝,整體清淤的平全依靠清淤船,在此前提下開挖淤泥可以利用管道輸送到指定的位置。這種應用方法可以劃分為幾種,絞吸式、抓斗式、斗輪式以及泵吸式等清淤方式。而每種方式都有各自的特點,比如抓斗式清淤技術,這種技術主要應用與常年未清理的中小河道中,這些河道存在的普遍問題是:障礙物多、淤泥泥層厚等情況。其工作原理是以油泵為動力機,使挖泥船抓取淤泥,并把淤泥在船上卸入,整個清淤工程以開挖、回旋和卸載為主。這種技術操作簡單,而且受制情況較少。但也存在一些弊端,由于淤泥在被抓起后直接卸到船內,如果船體沒有進過特殊處理,那就很容易出現濕滑現象,撈起的淤泥很容易再次掉進水里,清淤率不高。絞吸式處理技術應用下,一般在中型河道清淤作業中被廣泛使用,主要的特點是施工精度比較高,清淤過程中不會發生泄漏等狀況,對通航不會帶來影響。但是由于絞刀開挖具有一定的開放性,所以比較容易造成回淤問題。
2.2環保清淤
環保清淤一直是現代河流清淤處理技術中的重點,是各個國家不斷發展和完善的清淤技術。之所以各個國家如此重視環保清淤,就是因為環保清淤不但保護水體環境,而且還可以改善水質。這種清淤技術對清淤工程設備的要求很高,同時還要求淤泥棄場位置在河流下游,在下風口方向,不能破壞周邊空氣質量,還有在施工中對水體渾濁程度上進行嚴密的控制。環保清淤技術主要是環保絞吸式處理技術,通過設備的吸附性對淤泥進行吸收和設備內的處理,這就彌補了上述抓斗式的不足,有效控制了淤泥再次返回河道而造成的污染物擴散,環保絞吸式處理技術的清淤率可以達到百分之九十以上,是許多中小河道用于清淤的主要技術。
3.中小河道淤泥處理技術
中小河道的淤泥處理技術根據淤泥的種類分為兩種:一種是污染淤泥和無污染淤泥的處理技術;另一種是堆成淤泥處理技術。
3.1污染淤泥和無污染淤泥處理技術
有污染淤泥和無污染淤泥的處理方法不同,對于無污染淤泥,分為兩種處理方法:一N是直接將淤泥作為廢料清理,把河道里的淤泥直接放置在制定放置地點,讓其隨時間自由揮發成為土壤;另一種處理方式是將淤泥作為農業用的肥料進行處理,無污染的淤泥本身就含有豐富的營養元素,它是許多原料最終的形態。將這些淤泥打撈起后,通過簡單的技術處理,拉往農田,讓其作為農作物的營養的原料。有詩云:“落紅不是無情物,化作春泥更護花。”,說的就是這個道理。對于有污染的淤泥,應該是將污染物標準減少到相關標準以下。例如淤泥中重金屬污染超標可以采用的處理技術是鈍化穩定技術。淤泥處理技術在選擇上應該考慮其用途,例如對磷和氮營養鹽含量比較高的淤泥,當處理之后的淤泥可以用作普通填土和路堤而離水源地比較遠,磷和氮沒有辦法再一次進入水源造成污染。
3.2 堆場淤泥處理技術
在清淤處理過程中,為了考慮到防止淤泥的污染物隨空氣擴散或者其散發的氣味隨風向飄到居民居住區,施工方一般會設置專門的淤泥堆積場。堆場淤泥處理技術就是利用這個原理,從初填環節開始,應用一系列的清淤處理方式快速固結和快速促沉,并結合表層清淤處理技術,將堆場周轉使用和淤泥堆場達到快速的復耕。
結語
我國中小河道的清淤技術和淤泥處理到現在已經有了長足的發展,但在筆者看來,最重要的還是在于養成人們注重河道環保的意識,從一開始便減少淤泥的產生是最重要的。
參考文獻
辣椒系茄科辣椒屬一年生或多年生草本植物,全國各地均有栽培,是我國傳統蔬菜[1]。辣椒在粵西茂南區栽培面積較大,是當地農業生產的拳頭產品,但是辣椒病蟲害嚴重影響辣椒的產量和品質。因此,要想大力發展辣椒產業,病蟲害防治工作應貫穿播種至果實收獲期整個辣椒種植過程,應遵循“預防為主,綜合防治”的植保方針,制訂科學合理的病蟲害防治方法,加大生產管理力度,改變耕作方式,改善栽培條件,才能保障辣椒產業較好的經濟效益。現簡要介紹辣椒病蟲害的防治技術,以為種植戶提供參考。
1合理輪作
合理輪作是病蟲害防治的有效措施,辣椒種植時苗床和大田均應選擇3年未種過茄科蔬菜(如辣椒、番茄、茄子)的土壤,或選用水旱輪作、不同科作物輪作的土壤,由于茂南區地處粵西,屬亞熱帶氣候,全年可種植作物。因此,在當地可采用稻—稻—椒水旱輪作方式,以降低土壤中病原物殘留量,減輕病害發生[1-2]。
2因地選種
品種選擇不僅要考慮辣椒自身的生理特性,也要考慮市場需求。15~30℃是辣椒生長的適宜溫度范圍,如果過早播種,過高的氣溫條件不利于辣椒的生長和坐果,同時市場需求也不旺盛;如果過遲播種,寒潮則會對辣椒的產量造成影響。因此,根據茂名市茂南區的實際情況,應選擇中椒5、中椒105等園椒品種,在中秋節前后10d播種,可在元旦至春節期間銷售。
3消毒處理
3.1種子消毒
選用福爾馬林300倍液或1%高錳酸鉀浸種20~30min,撈出后清水洗凈,再用光合菌劑30倍液浸種4~6h,后放于25~30℃條件下催芽,每隔4~6h翻動1次,同時清水濕潤為宜,待種子萌齊時即可播種[3]。
3.2土壤消毒
可用硫磺37.5~45.0kg/hm2于前作晚稻黃熟期均勻撒施,再用生石灰750kg/hm2+碳銨225~375kg/hm2于晚稻收獲后撒施,后犁漚田達到土壤消毒的目的。
4農業防治
4.1培育壯苗
選用塘底泥或火燒土作為苗床泥,并做好上述的種子和土壤消毒工作。當幼苗長至2葉時用土壤活化細菌菌劑30倍液噴施1次;移植前5d,用光合細菌劑噴施1次;在幼苗6片葉時進行帶土移植,以免傷害植株根系。注意移植前6~8d要控制水肥進行煉苗[4]。
4.2合理定植
園椒雙行種植行株距為40cm×25~27cm,栽植6萬株/hm2左右;尖椒雙行種植行株距為40cm×30cm,栽植4.8萬~5.1萬株/hm2。種植時用竹棍打孔植苗,栽植后要隨即移回稻草將種植膜孔蓋住,以免地膜溫度過高灼燒幼苗。
4.3重施基肥
根據目標產量確定辣椒的施肥量,一般目標產量為75t/hm2需施純N375kg/hm2、P2O5450kg/hm2、K2O450kg/hm2,并注意重施基肥,基肥施用量占總施肥量的60%~80%,且應注意多用有機肥,少用化學肥料。
4.4地膜覆蓋
于包溝起畦后覆蓋塑料地膜,地膜寬度1.2~1.3m,移植時在地膜上打直徑6cm的小孔,以利于保水、保肥、保溫,同時也有防止雜草滋生的作用。在寒潮來臨時,可在地膜上覆蓋一層稻草。
4.5田間管理
(1)當溝內雜草長至22cm左右時噴施草甘膦,并定期進行,一般30d左右化除1次。(2)為防止椒苗早衰,可于第2、3、4批椒果拇指大時進行追肥,用優質復合肥150~300kg/hm2結合灌水進行。(3)辣椒生長最適宜的土壤濕度為最大持水量的50%~70%,當持水量高于80%時注意排水,當持水量低于40%時注意灌水,平時要做到畦溝暢通,確保雨天不漬水。
5物理防治
根據害蟲的趨光性采用高壓汞燈、黑光燈進行誘殺,根據害蟲的趨色性采用楊樹枝把、機油黃色板進行誘殺,根據害蟲的趨味性采用性誘劑進行誘殺。物理防治方法具有經濟、有效、安全等特點[5-6]。
6化學防治
辣椒病蟲害種類很多,藥劑防治應針對不同的病蟲種類,選用不同的藥劑類型和施藥方法進行防治。辣椒病害主要有疫病、枯萎病、白粉病、炭疽病、病毒病等,蟲害主要有小地老虎、蚜蟲等[2]。
6.1蟲害防治
用10%吡蟲啉3000倍液、50%抗蚜威3000倍液噴霧防治蚜蟲;用90%敵百蟲800倍液、2.5%溴氰菊酯、50%辛硫磷800倍液于1~3齡幼蟲期噴霧防治小地老虎[7-8]。
本文作者:曾志航作者單位:惠州市保家環境工程有限公司
各種IMC載休的性能比較
適用于廢水處理的理想的IMC載體應該是對生物無毒,傳質性能良好,機械強度高,壽命長,固定操作容易,且價格便宜。對按圖1制備的瓊脂、明膠、海藻酸鈣(簡稱SA)、聚乙烯醇(簡稱PVA)和丙烯酞餒(簡稱ACRM)5種凝膠作為IMC載體時的機械強度、傳質性能等比較結果如下:1)在5種包埋劑中,瓊脂機械強度極差,無實際工程應用價值;2)ACRM凝膠中未聚合的單體對生物有毒,且在聚合過程中發熱,對細菌殺傷大;傳質性能較差,IMC小球內的微生物增殖不好;固定操作不易;3)明膠強度較低,內部結構密實,傳質性能較差;4)SA凝膠和PVA凝膠,機械強度較好;電鏡觀察表明內部呈多孔結構,對生物的毒性小,固定操作容易。5種IMC載體的各性能比較見表2。對SA凝膠和PVA凝膠進一步的研究表明:PVA凝膠的機械強度優于SA凝膠,但SA凝膠的傳質性能比PVA凝膠好。將兩種IMC小球置于紅墨水中,30min時,紅墨水沿半徑5.Omm的PVA小球徑向僅擴散進入0.6mm~0.8mm,而SA小球幾乎全部變紅。在穩定性方面,SA凝膠易在PO2溶液中溶解,pH>10時,容易破碎;而PVA性能受pH變化影響甚微,但PVA由于交聯不徹底,有小量TOC溶出。通過用Na2:CO3:事先將硼酸溶液的pH調到6.7左右,再進行交聯,可減少TOC溶出,并可增加高溫時凝膠強度的穩定性。綜合以上結果,目前較為合適的IMC載體為PVA,但需對傳質性能進一步改善。
IMC處理洗衣粉廢水效果
隨著運行時間及LAS降解速率增加,運行到第八天,降解速率達最大,在進水LAS濃度40mg/L時,在3h內就可將LAS降解97.8%。當進水LAS濃度升高為70mg/L時,LAS的降解速率并沒有因為其濃度的提高而降低很多。但隨著運行時間的增加,PVA小球的活性有所下降。運行到20天,3h的LAS去除率只有81%。這可能是由于LAS降解產物中有不利于LAS降解菌生長的物質產生,積累到一定量時,導致PVA小球活性下降。采用低濃度LAS進水對PVA小球進行活化培養,可恢復PVA小球的活性,反復使用。半連續試驗進行了幾個月,結果表明PVA小球一直保持了良好的強度,沒有破碎。
IMC處理四環素廢水效果
如圖3所示,在進水COD濃度<3500mg/L,即產酸相出水COD<3000mg/L時,IMC產甲烷相的COD去除率為65%~70%,以二相計時,COD去除率為73%左右。而UASB產甲烷相的COD去除率為60%~65%,以二相計時,COD去除率為69%左右。當進水COD濃度>3500mg/L時,UASB受沖擊負荷的影響,COD去除率明顯下降,即使進水COD濃度又下降到3000mg/L左右時,其COD去除效果仍恢復較慢。相比之下,IMC反應器受進水沖擊負荷影響較小。由此可見,IMC反應器比UASB反應器處理效率高,抗沖擊負荷能力強主要是因為在UASB反應器中,廢水中含有大量對微生物有抑制性的四環(COD=300Omg/L時,四環素濃度約為20Omg/L),反應器內難以生成顆粒污泥,維持較高污泥濃度。經觀察,UASB反應器內的污泥大部分集中在反應器底部,污泥層占反應器總體積的50%,污泥濃度約為15.6gVSS/L。而在IMC反應器中,由于IMC的利用,可人為高濃度地維持反應器內的污泥濃度。IMC均勻分布在整個反應器內,堆積體積占反應器總體積的89%,污泥濃度約為17gVSS/L。此外,在抵抗四環素毒性方面,IMC也比UASB更具有優勢。如圖4所示,在四環素濃度高達700mg/L時,UASB污泥的甲烷產量已降低了50%,而IMC的甲烷產量變化卻不大,這主要是由于在非固定的懸浮污泥系統中,微生物與四環素直接接觸,受其毒性的影響較大。而在IMC系統中,廢水中的四環素必須先經擴散才能進入IMC小球內部。由于擴散作用,從IMC小球外部到內部,四環素濃度由高變低,其毒性減小。此外,在四環素擴散過程中,伴隨微生物對四環素的降解,使其毒性進一進減輕。IMC的這種抗有毒物毒性能力強的特點更增加了IMC反應器抗沖擊負荷的能力及運行的穩定性。此外,IMC反應器出水的SS比UASB反應器少,在高負荷時UASB反應器出水的SS明顯增加。試驗兩個多月,IMC小球除個別破碎外,大部分完好。
摘要:環境監測是人們認識環境、評價環境、掌握環境質量的重要手段,是環境治理的前提和依據。城市環境治理包括城市大氣污染治理、城市水污染治理、城市固體廢物污染治理和城市噪聲污染治理四類。不同類型的污染具有不同的特點,其危害也不同,對此應采取不同的治理途徑。本文就針對城市的環境污染特點,分析城市環境監測和治理技術在控制環境污染方面的內容。
關鍵詞:城市環境;環境污染;污染治理;環境
環境監測是運用各種分析、測試手段,對影響環境質量的因素值進行測定,取得反映環境質量或環境污染程度的各項數據的過程。其目的是運用監測數據來表示環境質量受損程度,進而來探討污染的起因和變化趨勢,結合環境治理技術從而更快速、準確地控制和解決環境的核心問題。
一、環境監測和治理技術的發展現狀
1.環境監測技術的發展現狀
我國的環境監測已初具規模體系基本完善,特別是十一五以來到三級站環境監測站(縣級站)的能力建設,無論是環境監測能力、監測管理或是物質基礎等方面,都有了質的飛躍。就技術方面而言,也取得了較大的發展。首先,環境監測技術已發展有生物監測、物理監測、遙感、衛星監測等多種監測技術的監測體系。其次,環境監測儀器的生產也達到了一定的水平。
我國的環境監測儀器的生產技術與水平也日益提高,如油份測定儀、電磁波監測儀器等。我國重點開發的儀器主要有空氣和廢氣監測儀器、污染源和環境水質監測儀器與便攜式現場應急監測儀器等。此外,我國的環境監測也逐漸向自動連續性的監測系統發展,提高了環境監測的效率。
2.環境治理技術的發展現狀
針對于各種不同的污染指標,到目前已經發明產生了相對應的治理新技術、工藝及儀器。清潔的大氣環保技術;固體廢物處理技術;水凈化技術等近年都取得了長足的發展。對于大氣治理,各種除塵技術,脫硫、脫氮技術等以及工業廢氣的凈化都取得一定效果;對于污水處理和凈化技術也在不斷地完善和發展;對于固體廢物處理,廢物的減量化明顯且回收率高。近年來,我國的環境污染治理技術有了較大的發展,人們從僅注意少數幾種污染物的單項治理發展到用先進的設備和投術進行綜合治理,用物理化學及生物化學方法治理環境污染已取得較明顯的效果。
二、城市環境污染的監測
1.環境監測對象
城市環境污染監測主要圍繞水質環境監測、大氣污染監測、噪音污染監測、生物指標監測。就城市監測技術手段而言主要圍繞在實驗室通用分析儀器、專用環境監測儀器和便攜式現場應急監測儀器等。
2.環境監測技術及應用
環境監測技術在不同的使用條件下有不同的技術方法。
在實驗室通用分析儀器中,主要使用一些原子吸收光譜法、紫外一可見分光光度計、紅外吸收光譜法、ICP等離子體發射光譜儀等。
在專用環境檢測時所使用的儀器主要有空氣和廢氣監測儀器、污染源和環境水質在線監測儀器。常用的COD測定儀在測定方法上有滴定法、庫侖法、分光光度法等,這些方法均有各自的特點,可以滿足不同的需求。氰化物測定儀中,國外已有可以測定不同形態氰化物的儀器。測油儀中,主要以紅外法為主,其準確性、可靠性較好。
便攜式現場應急監測儀器:體積小、重量輕、分析速度快、操作簡便。國外環境常規污染物如CO、NO、COD等的便攜式儀器早已成熟,便攜式氣相色譜(GC)作為現場分析儀器也已使用多年。這些都是應急監測中不可缺少的工具。隨著國家十二五規劃對環境保護的加強,能力建設投入的加大,監測應用技術和手段必將上一個新的臺階。
自動在線監測系統主要有空氣和廢氣自動監測系統、水質自動監測系統、噪聲自動監測儀器、3S技術等。其簡便及其長效的監測平臺也必將在我國十二五發展規劃發展中有更大的空間發展及應用。3.我國城市環境監測技術存在的問題
我國城市環境監測技術目前尚存在不足之處:首先,監測系統整體能力不強,自動在線監測儀器產品技術含量偏低,無法與國外產品進行競爭。其次,監測技術配套性差,可測項目不多;太精儀器、自動監測系統大多依靠進口。第三,總體技術水平低,缺乏自己的核心技術。最后,在監測分析技術上,一些污染物缺乏一些標準的分析方法,一些監測技術尚不規范,應進一步提高應用監測分析技術。
三、城市環境污染的治理
城市環境污染治理主要包括大氣污染物治理、廢水治理、噪音污染治理以及固體廢棄物治理等。
1.城市環境治理技術及應用
大氣污染物治理技術主要有顆粒污染物治理技術和氣態污染物治理技術。顆粒污染物治理技術包括機械除塵裝置、過濾除塵裝置、靜電除塵裝置。氣態污染物治理技術包括吸收法、吸附法、催化法、燃燒法、冷凝法、生物法、膜分離法等。
廢水處理技術可分為物理法、化學法、物理化學法和生物處理法,生物技術逐漸運用到污水處理上來了,且得到了很好的處理效果。這些方法運用于廢水處理的三大類別:分離處理、轉化處理和稀釋處理。
噪音污染治理包括吸聲降噪、隔聲降噪、消聲降噪、減振降噪。
固體廢棄物治理是通過一定的技術處理和分離手段,來改變廢棄物的結構和特性,已達到減量化、資源化和無害化的目的、主要的處理技術包括壓實、粉碎、分選、脫水干燥、化學處理、生物轉化處理和固化處理。
2.我國城市環境治理技術存在的問題
我國城市環境治理技術存在的問題主要有:中小城市的環境治理的設備的落后,環境污染處理效率、質量低;關鍵治理設備還得需要進口,國內沒有相關的設備支持;綜合治理的能力較薄弱;我國制定的污染指標比較寬松;污泥沒有真正達到無害化,沒有最終處置的途徑;新興技術(像生物治理技術)的發展比較緩慢;對于廢棄物治理的回收再利用率低。這些問題都在技術上限制了實踐過程中環境治理的實施與發展。
四、我國城市環境污染監測及治理技術的發展方向
1.城市環境污染監測技術的發展方向
城市環境污染監測技術發展方向應落著在以下幾個方面:大力推廣實驗室管理系統(LIMS),并加以廣泛應用;創建和完善具有中國特色的環境監測技術體系,組建完善國家級環境監測網絡;加強對突發污染事故預警監測系統的研究。另外,在環境污染物的分析項目上,以監測有機污染物為主;在監測分析的精度上,向痕量乃至超痕量分析的方向發展。其次,連續廣泛使用自動化和現場快速分析技術,監測分析儀器趨于小型化和復合化,操作簡便化。
2.城市環境污染治理技術發展方向
城市環境污染治理技術發展方向應落著在以下幾個方面:水環境治理與水生態系統修復技術;采用先進的工藝技術和設備減少煙氣污染排放;加大綜合治理設備的發展;加大對特殊材料的研發;對新興技術的研究,像生物治理方面的研究,也是一個重要的方向。
五、結語
我國在環境監測方面還處于發展階段,很多測試儀器、測試系統及數據分析儀器還處于不斷發展和完善階段,要大力推進環境測試技術的發展,鼓勵測試儀器及系統的研發,并在制度和管理上完善我國環境測試技術的落實和基本普及。對于城市環境的治理技術,也要大力發展配套設備的研制和完善,發展新興污染處理技術和處理方法,同時將治理放在污染之前,做好預防,防患未然。(作者單位:仁壽縣環境監測站)
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