露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置及其运行方法与流程

本发明属于露天矿区大气粉尘污染净化治理、矿区灭火绿化技术领域，尤其涉及露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置及其运行方法。

背景技术：

随着经济的高速发展，能源紧缺问题日益成为了各国经济发展的瓶颈，中国作为一个缺油少气富煤的发展中国家，今后一段时间内以煤为基础的能源结构不会有大的改变。与此同时，煤炭井工开采中安全生产问题成为了煤炭生产企业头上高悬的达摩克利斯之剑。为了充分利用资源，减轻安全生产压力，提高煤炭产量，露天开采煤炭已经成为煤炭开采的重要趋势，但由此同时也引发了一系列环境问题：

第一，露天煤矿生产过程粉尘污染问题：露天煤矿区采矿工程中的穿孔、凿岩、爆破、装运、破碎等工序均有粉尘散发，严重污染工作环境和大气环境。

第二，露天矿区道路扬尘问题：目前，国内外大型露天矿山多采用重型自卸汽车运输方式，运输道路一般都是不修筑路面，而只经适当平整压实的土路。每当车辆经过时，空气中的粉尘浓度可高达几十到几百毫克每立方米，大大超过国家卫生标准。路面扬尘不仅损害人体健康、影响植物生长及生态平衡，还会造成很大的经济损失。

第三，露天矿区煤矸石山自燃问题：煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物，煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，矸石淋溶水将污染周围土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。如果煤矸山堆存方式不当，还可发生塌方、垮塌、崩塌等灾害事故。矸石山煤矸石大多数是根据矿区的地理情况自然堆积而成，矸石山结构疏松，力口上长期雨水的浸泡、淋溶、自燃易造成矸石山表面下层结构疏松，大片的矸石山坍塌下沉、发生滑坡，或是形成许多大的自然裂缝，为矸石山的自燃提供了供氧通道。煤矸石的不完全燃烧，使得煤矸石山燃烧速度缓慢，燃烧时间长，一座大型矸石山往往要燃烧十多年，甚至几十年的时间。

第四，煤矸石山灭火防火措施所带来的后续污染问题：目前，注浆法和表面密封压实法是国内最常用的煤矸石山灭火方法。其中，注浆法是在矸石山布置一定数量的钻孔，将黄土、粉煤灰、电石渣和石灰等注浆材料配成一定浓度的浆液注入火区和自热区；表面密封压实法是在矸石山表面铺土、压实，隔绝空气进路，使矸石山内部空气消耗殆尽后熄灭。这两种方法虽然可以达到不错的效果，但上述两种方法带来的后续污染问题，即粉尘污染仍然不可小视，无论是采用注浆法还是表面密封压实法，煤矸石山表面的大量粉尘仍然存在，一旦刮起大风，矿区的空气质量将再次严重。

第五，土地资源污染问题：土地利用性质被改变，导致气候干旱、土壤沙化和自然景观改变。大面积的地表剥离，原植被被破坏，土壤被侵蚀，村庄被搬迁，地形地貌被破坏，原有的自然景观难以复原。

目前，针对上述问题，已知用于露天煤矿区抑尘降尘、灭火防火或绿化的移动式设备有：洒水车、多功能射雾抑尘车、消防车、泥浆泵车、园林绿化灌溉车等。如专利号为201620553614.7的中国专利公开了一种建筑工地用电动洒水车，该技术方案中通过洒水车设有的旋转装置来旋转喷水柱，喷水柱内设有的过滤网可以过滤掉储水箱中的一些杂物，防止对喷水柱形成堵塞影响洒水，该装置结构简单，使用起来方便，洒水效果好。

又如专利号为201310408428.5的中国专利公开了一种车载式全液压远程射雾除尘器，该技术方案中通过在专用汽车底盘的变速箱上加装取力器带动液压泵来作为射雾装置工作的动力源，液压泵通过液压软管驱动射雾装置上的液压马达和油缸工作，通过回转机构和举升机构将射雾装置的工作姿态调整到最佳，然后通过产生的高压风将水雾射到远处需要的位置进行除尘抑尘，该装置操作简单，稳定可靠，抑尘效果好。

尽管上述设备均可在露天煤矿区抑尘降尘、灭火防火或绿化的其中一方面达到不错的效果，但由于大多数露天煤矿区环境恶劣，道路扬尘严重并伴有煤矸石山随时起火的情况，故常常至少需要道路抑尘降尘设备和灭火防火设备同时执行任务，如果需要绿化矿区，还需要调用其他设备来配合完成，为此给露天煤矿区的抑尘降尘、灭火防火及绿化带来许多不便；除此之外，各种设备的运行、停放和保养需要消耗大量的人力和物力，为此给煤矿企业增添了负担。

随着我国对环境问题的越来越重视，我国在治理露天矿区扬尘方面的力度越来越大，除此之外，为引导和规范煤矸石综合利用行为，减少其对土地资源占用和环境影响，促进循环经济发展，推进生态文明建设，国家发展改革委、环境保护部等10个部门以联合令的形式发布了《煤矸石综合利用管理办法(2014年修订版)》(2014年第18号令)。该办法中不仅要求了要利用煤矸石进行井下充填、发电、生产建筑材料、回收矿产品、制取化工产品、筑路、土地复垦等，而且还明确规定了要按照矿山生态环境保护与恢复治理技术规范等要求进行煤矸石堆场的生态保护与修复，防治煤矸石自燃对大气及周边环境的污染，鼓励对煤矸石山进行植被绿化。

由此看来，针对露天煤矿区目前存在的种种环境污染问题，尤其是短时间内难以充分消化的大量煤矸石山堆积及自燃问题，我们需要从矿区道路扬尘治理、煤矸石灭火防火治理、煤矸石山绿化方面同时入手，从根本上治理露天煤矿区的环境污染问题。

因此，为解决在治理露天煤矿区环境污染问题过程中多个设备调配不便及大量人力物力耗费问题，研制出一种能够在露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化的一体化设备成为当务之急。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置及其运行方法，以解决现有的露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置及其运行方法存在着露天煤矿区容易发生环境污染在此过程中多个设备调配不便及大量人力物力耗费的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置，包括车底盘、道路清洁装置、泥浆喷洒机构、射雾抑尘机构和电气控制机构，其特征在于：所述道路清洁装置安装在所述车底盘的前端；所述泥浆喷洒机构、射雾抑尘机构依次沿所述车底盘的车头向车尾方向安装在所述车底盘上；所述电气控制机构分别与所述道路清洁装置、所述泥浆喷洒机构和所述射雾抑尘机构控制连接。

进一步地，所述道路清洁装置包括推铲机构、液压缸和喷头柱；所述推铲机构包括连接臂与推铲，所述连接臂的一端与所述车底盘的前端连接，另一端连接所述推铲；所述液压缸的一端与所述车底盘的前端连接，另一端连接所述推铲；所述喷头柱分别设置在所述车底盘前端的底部与所述推铲的上部。

进一步地，所述泥浆喷洒机构包括第一动力舱，喷枪机构和泥浆罐，所述第一动力舱和所述泥浆罐固定连接；所述喷枪机构固定在所述第一动力舱的顶部或所述泥浆罐的顶部；所述第一动力舱内部还设置有泥浆泵和第一动力装置；所述第一动力装置与所述泥浆泵连接；所述喷枪机构包括电动喷枪座和喷枪，所述喷枪可旋转与俯仰调节的设置在所述电动喷枪座上；所述泥浆罐顶部还设置有搅拌装置；所述泥浆泵的进口和所述泥浆罐的出口通过管路密闭连接；所述泥浆泵的出口和所述喷枪机构的进口通过管路密闭连接；所述液压油箱与第一动力舱通过管路密闭连接；所述液压齿轮泵与液压油箱通过管路密闭连接；所述泥浆泵马达与泥浆泵连接。

进一步地，所述射雾抑尘机构包括射雾装置，第二动力舱和水罐，所述第二动力舱和所述水罐固定连接；所述射雾装置固定在所述第二动力舱的顶部或所述水罐的顶部；所述射雾装置包括底座，喷头管路和风机，所述喷头管路可旋转与俯仰的设置在所述底座上；所述第二动力舱内部还设置有高压水泵和第二动力装置，所述第二动力装置分别与所述高压水泵和所述风机连接；所述高压水泵的进水口与所述水罐的出水口通过管路密闭连接；所述高压水泵的出水口与所述喷头管路的进水口通过管路密闭连接；所述的高压水泵与高压水泵马达连接。

进一步地，所述电气控制机构安装在所述第一动力舱的内部或所述第二动力舱的内部。

进一步地，所述第一动力装置和所述第二动力装置采用独立的发电机组，液压动力机构或新能源动力作为动力。

进一步地，所述第一动力装置和第二动力装置采用共用的发电机组，液压动力机构或新能源动力作为动力。

进一步地，所述车底盘采用轮胎式车底盘或履带式车底盘。

本发明提供一种上述露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置的运行方法，包括以下步骤：

检查并确保该装置各个机构运行正常并准备进行各项作业；

露天煤矿区抑尘降尘作业时，同时开启道路清洁装置和射雾抑尘机构，在该装置行进过程中，道路清洁装置的推铲机构和喷头同时工作；与此同时射雾装置在风机和高压水泵共同作用下连续喷雾进行矿区空气抑尘降尘作业；

矿区煤矸石山灭火作业时，将该装置停在需要灭火地点，控制可旋转可俯仰电动喷枪座使喷枪对准着火点后开启泥浆喷洒机构，在泥浆泵和喷枪的共同作用下连续输出高压泥浆，将着火点密封，使着火点失去氧气供应，最终达到灭火目的；

矿山绿化作业时，在泥浆罐里注入植物培土泥浆的同时，加入草籽或树种，在泥浆罐内部的搅拌装置搅拌下均匀掺入植物培土泥浆中，完成上述工作后开启泥浆喷洒机构，在该装置慢速行进过程中，喷枪连续喷出的高压植物培土泥浆覆盖到已铺好的土层上，之后每隔几天运用该装置射雾抑尘机构的射雾装置给已覆盖好的泥浆层表面进行一次喷雾湿化，最终完成矿山绿化工作。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明具有道路清洁、泥浆喷洒和射雾抑尘一体化功能机构，当需要执行不同任务时只需切换功能机构即可马上投入运行，不仅操作过程简单，而且可以有效解决在治理露天煤矿区环境污染问题过程中多个设备调配不便及大量人力物力耗费问题，大大提高工作效率；本发明的道路清洁装置不仅具备对道路尘土的推铲功能，而且在推铲机构的前端和车底盘的前端底部设置有喷头柱，有效解决了本发明装置在推铲过程中产生的扬尘问题；本发明的泥浆喷洒机构可通过控制可旋转可俯仰电动喷枪座来调节喷枪的喷射点，大大简化操作难度，有效提高工作效率；除此之外，泥浆喷洒机构的泥浆罐顶部设置有搅拌装置，不仅可以用于煤矸石灭火时对灭火用泥浆材料的搅拌，而且可以用于矿山绿化时帮助草籽或树种在植物培土泥浆中均匀混合。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的道路清洁装置结构示意图。

图3是本发明的泥浆喷洒机构结构示意图。

图4是本发明泥浆喷洒机构的第一动力舱结构示意图。

图5是本发明泥浆喷洒机构的喷枪机构结构示意图。

图6是本发明的射雾抑尘机构结构示意图。

图7是本发明射雾抑尘机构的射雾装置结构示意图。

图中：

1-车底盘，2-道路清洁装置，201-推铲机构，202-液压缸，203-喷头柱，3-泥浆喷洒机构，301-第一动力舱，302-喷枪机构，302a-电动喷枪座，302b-喷枪，303-泥浆罐，304-液压油箱，305-液压闭式泵，306-液压齿轮泵，307-泥浆泵马达，308-泥浆泵，309-高压水泵马达控制阀组，310-泥浆泵控制阀组，311-推铲机构控制阀组，312-搅拌装置，4-射雾抑尘机构，401-第二动力舱，402-射雾装置，402a-底座，402b-喷头管路，402c-风机，403-水罐，404-高压水泵，405-高压水泵马达，5-电气控制机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

如附图1至附图7所示

露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置，包括车底盘1、道路清洁装置2、泥浆喷洒机构3、射雾抑尘机构4和电气控制机构5，其特征在于：所述道路清洁装置2安装在所述车底盘1的前端；所述泥浆喷洒机构3、射雾抑尘机构4依次沿所述车底盘1的车头向车尾方向安装在所述车底盘1上；所述电气控制机构5分别与所述道路清洁装置2、所述泥浆喷洒机构3和所述射雾抑尘机构4控制连接。

优选地，所述道路清洁装置2包括推铲机构201、液压缸202和喷头柱203；所述推铲机构201包括连接臂与推铲，所述连接臂的一端与所述车底盘1的前端连接，另一端连接所述推铲；所述液压缸202的一端与所述车底盘1的前端连接，另一端连接所述推铲；所述喷头柱203分别设置在所述车底盘1前端的底部与所述推铲的上部。

优选地，所述泥浆喷洒机构3包括第一动力舱301，喷枪机构302和泥浆罐303，所述第一动力舱301和所述泥浆罐固303定连接；所述喷枪机构302固定在所述第一动力舱301的顶部或所述泥浆罐303的顶部；所述第一动力舱301内部还设置有泥浆泵308和第一动力装置；所述第一动力装置与所述泥浆泵308连接；所述喷枪机构302包括电动喷枪座302a和喷枪302b，所述喷枪302b可旋转与俯仰调节的设置在所述电动喷枪座302a上；所述泥浆罐303顶部还设置有搅拌装置312；所述泥浆泵308的进口和所述泥浆罐303的出口通过管路密闭连接；所述泥浆泵308的出口和所述喷枪机构302的进口通过管路密闭连接；所述液压油箱304与第一动力舱301通过管路密闭连接；所述液压齿轮泵306与液压油箱304通过管路密闭连接；所述泥浆泵马达307与泥浆泵308连接。

优选地，所述射雾抑尘机构4包括射雾装置402，第二动力舱401和水罐403，所述第二动力舱401和所述水罐403固定连接；所述第二动力舱401固定在所述第二动力舱401的顶部或所述水罐403的顶部；所述射雾装置402包括底座402a，喷头管路402b和风机402c，所述喷头管路402b可旋转与俯仰的设置在所述底座402a上；所述第二动力舱401内部还设置有高压水泵404和第二动力装置，所述第二动力装置分别与所述高压水泵404和所述风机403c连接；所述高压水泵404的进水口与所述水罐403的出水口通过管路密闭连接；所述高压水泵404的出水口与所述喷头管路402b进水口通过管路密闭连接；所述的高压水泵404与高压水泵马达405连接。

优选地，所述电气控制机构5安装在第二动力舱401的内部，并在车底盘1的驾驶舱内部设置有人工控制操作装置，用于泥浆泵308的开闭和输出档位控制；所述的泥浆罐303的搅拌装置312开闭控制喷枪302b的旋转角度和俯仰角度调节控制；所述的高压水泵404开闭、风机402c启停控制以及道路清洁装置2推铲动作控制。

露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置的运行方法具体包括以下步骤：

首先，检查并确保该装置各个机构运行正常并准备进行各项作业；

如是露天煤矿区抑尘降尘作业时，打开车底盘1上的取力器并同时开启液压闭式泵305、高压水泵马达控制阀组309和推铲机构控制阀组311，在该装置行进过程中，道路清洁装置2的推铲机构201和喷头柱203同时工作，即可有效清除地面尘土又可防止扬尘发生，与此同时，射雾装置402在风机402c和高压水泵404共同作用下连续喷雾进行矿区空气抑尘降尘；

如是矿区煤矸石山灭火作业时，将该装置停在需要灭火地点，控制可旋转可俯仰电动喷枪座302a使喷枪302b对准着火点后开启泥浆泵控制阀组310，在泥浆泵308和喷枪302b的共同作用下连续输出高压泥浆，将着火点密封，使着火点失去氧气供应，最终达到灭火目的；

如是矿山绿化作业时，在泥浆罐303里注入植物培土泥浆的同时，加入草籽或树种，在泥浆罐的搅拌装置312搅拌下均匀掺入植物培土泥浆中，完成上述工作后开启泥浆泵控制阀组310，在该装置慢速行进过程中，喷枪302b连续喷出的高压植物培土泥浆覆盖到已铺好的土层上，而后每隔几天运用该装置射雾抑尘机构4的射雾装置402给已覆盖好的泥浆层表面进行一次喷雾湿化，最终完成矿山绿化工作。

本发明公开的露天煤矿区抑尘降尘、灭火及绿化用装置，通过该装置上不同功能机构的单独或配合使用来实现矿区道路的抑尘降尘、煤矸石山的灭火及矿区的绿化。本装置不仅能够智能化运行，操作过程简单，作业效果好，而且可以有效解决在治理露天煤矿区环境污染问题过程中多个设备调配不便及大量人力物力耗费问题，大大提高了工作效率。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。