煤矸石砖范文

煤矸石砖范文（精选7篇）

煤矸石砖 第1篇

关键词：煤矸石,隧道窑,余热,蒸压砖

攀煤集团公司经过4 0多年的煤炭生产, 堆积煤矸石近5 0 0万t, 目前每年还以1 5 0万t左右增加。“十一五”期间, 攀煤集团公司在攀枝花市西区建立了攀煤循环经济江北示范园区, 将煤炭生产的废弃物煤矸石资源化, 用于发电、生产矸石砖, 再利用电厂灰渣生产水泥和粉煤灰砖, 促进了企业的改革发展和市场竞争能力, 节约了能源降低了污染。

1 方案的提出

2007年, 2×135 M W煤矸石电厂投产发电, 年发电1 5亿k W h, 年利用煤矸石80余万吨, 但同时又排放出粉煤灰约70万t和大量的渣。为尽量减少灰、渣排放对环境的污染, 攀煤集团公司又建设一条年产8000万块粉煤灰蒸压砖生产线, 蒸压砖生产线需要建设一套锅炉供汽系统对粉煤灰砖进行蒸压养护。原设计用电厂锅炉的高温高压蒸汽进行减温减压后供蒸压砖生产线使用, 但根据矸石砖隧道窑余热情况和粉煤灰蒸压砖生产线需要蒸汽问题, 提出了利用矸石砖隧道窑的烟气余热, 通过余热锅炉生产蒸汽, 为粉煤灰蒸压砖生产线提供蒸汽的方案。这样不仅节约能源, 而且降低成本, 既实现了矸石砖窑的余热利用, 又减少了高温高压蒸汽经过减温减压造成的能量损失, 提高能源的利用效率。该方案实施可产生如下效果:

(1) 充分利用煤矸石隧道窑在生产过程排放烟气中的余热。

(2) 可使原750℃左右的排烟温度降低至150℃左右, 大量减少大气热污染, 使得煤矸石砖内的可燃物燃烧更加充分, 减少烟气中C O的含量。

(3) 为蒸压砖生产工艺提供饱和蒸汽。

(4) 提高煤矸石砖的烧制质量和烧制效率。

2 热量计算

2.1 煤矸石砖热量计算

经测试, 堆场煤矸石的发热量为1104kcal/kg, 沸渣的热量为432kcal/kg, 矸石砖坯混合料热量为621kcal/kg。

(1) 矸石砖坯的放热量:

式中:矸石砖坯放热量, kcal;

B——矸石砖的产量, 块;

M——每块砖质量, k g;

混合料热量, k c a l/k g;

η——放热转换效率, %。

(2) 烧成矸石砖的吸热量 (烧制砖吸热量为Q s c=350kcal/kg) :

Qxr=B×M×Qsc

(3) 矸石砖出窑带走的热量。因利用烟气中的余热必须在200℃以上, 200℃以下无法利用, 出窑成品砖温度t=20 0℃, 砖的主要成份是SiO2和, 取比热C=0.2kcal/kg℃。

不同产量下成品砖带走的物理热计算公式为:

(4) 可利用热量计算公式为:

不同产量下可利用的热量见表1。

2.2 蒸汽量和蒸汽热量计算

2.2.1 生产线蒸汽量的确定

根据设计, 年产8 0 0 0万块蒸压砖生产线, 年生产日330天, 每万块蒸压砖耗蒸汽量2t, 蒸压砖生产线小时耗蒸汽为:8000×2÷330÷24=2.02t/h。

2.2.2 蒸汽所需热量的计算

按设计锅炉蒸汽压力1.6MPa, 1.6MPa的饱和蒸汽温度为201℃, 焓为666.90kcal/kg, 在锅炉效率7 2%条件下, 生产1.6 M P a、2.0 2 t饱和蒸汽所需热量为: (2 0 2 0×6 6 6.9 0) /0.7 2=1 8 7 1 0 2 8 k c a l/h<通常产量时的可利用热量2427030kcal/h。

通过以上对矸石砖坯的放热量和对生产蒸汽所需要的热量计算, 证明在通常产量和最大产量时, 矸石砖坯燃烧后放出的热量均能够满足粉煤灰蒸压砖生产线的用汽需求。

3 余热利用

3.1 矸石砖隧道窑分析

矸石砖的焙烧工艺采用的是大断面双通道隧道窑, 窑体分为预热段、焙烧段和保温段。隧道窑长1 4 4.2 5 m, 窑宽4.6 m, 窑高1.2 3 m, 隧道窑内可以容纳窑车3 3台。

矸石砖的焙烧过程:矸石砖采用一次码烧技术, 砖坯码在窑车上经干燥后进入隧道窑, 焙烧过程有三个阶段:预热段→焙烧段→冷却段。砖坯进入隧道窑后由预热段不断向燃烧段、冷却段移动, 在预热段温度由3 0℃增加到4 0 0℃以上时开始燃烧放热, 在燃烧段温度升高到1 0 8 0℃。通常, 烧结温度控制在9 5 0~1 1 0 0℃之间, 以保证坯体内可燃物充分放热和坯体内的硅、铝等的氧化物发生充分的物理化学反应, 生成必要数量的新硅酸盐矿物, 又能使部分颗粒熔化成熔融玻璃液相, 把未熔化的固体颗粒黏结起来, 使坯体形成坚硬的整体。在冷却段矸石砖已经烧成, 通过逐渐降温使液相凝固, 使坯体形成坚硬整体达到优良的性能制品, 在出窑时温度达到5 0℃左右。

3.2 余热的抽取方案

高温烟气的抽取以不影响矸石砖的生产工艺和质量为前提。余热的抽气地点设在预热段的末端和燃烧段的末端。预热段末端和燃烧段末端抽取烟气的比例, 正常情况约为1:5。在预热段末端砖坯已经开始燃烧, 在此抽取烟气的目的是增加此段的氧气量, 使砖坯内的炭快速着火, 从而控制着火时间、烧砖速度、烧砖温度, 缩短烧结时间, 提高产品产量。燃烧段的末端矸石砖已经烧成, 在此段抽取烟气既不降低燃烧段的温度, 还能使砖的冷却速度加快, 提高生产效率, 抽取的烟气温度也能满足生产蒸汽的要求。

前抽和后抽烟气的比例, 设有调节门控制, 对抽烟气的布置, 采用多点采气的原则, 以保证窑内温度均衡, 不影响生产工艺。

3.3 抽取烟气的热量计算

为保证抽取烟气量能够满足需要, 必须对烟气热量进行计算, 以确保项目的可靠性。烟气余热的计算公式:

式中:烟气热量, k c a l/h;

B——单位时间内燃料平均消耗量, kg;

Vy——烟气体积, Nm3/kg;

烟气的平均温度, ℃;

Cy——烟气的平均比容, kcal/Nm3。

可回收利用烟气中的热量计算公式:

式中:可回收余热量, k c a l/h;

排烟温度, ℃。

查表当tp=600℃时, Cy=0.354kcal/m3℃, Vy=1.7 6 N m3/k g。可利用热量见表2。

通过以上验算, 在通常产量和最大产量时, 烟气中余热能够满足蒸压砖生产线的供热需求。矸石砖的产量低于设计产量5 0%时, 烟气量满足不了蒸压砖生产线的用热量。

4 余热系统

4.1 热源参数的确定

年产8 0 0 0万标块蒸压粉煤灰砖厂工艺生产所需的蒸汽为1.5 M P a的饱和蒸汽。考虑供热管网的压降损失最大为0.1 M P a, 故锅炉余热蒸汽压力P=1.6MPa, 蒸汽温度t=201℃。理论产汽量如表3。

热负荷的确定:年产8 0 0 0万标块蒸压粉煤灰砖生产线, 小时用蒸汽量为2 0 2 0 k g/h, 考虑供热系统的损失, 供汽系统的用汽负荷在2.5~3.0 t/h。

4.2 余热系统

(1) 余热锅炉热力系统。设计有主蒸汽系统、锅炉给水、锅炉排污管道等。

(2) 余热抽取系统。抽取的烟气在预热段后端和燃烧段后端, 在余热锅炉进口管前端混合烟气管道直径1.2 m。引风机设置在余热锅炉出口之后, 抽出烟气经过余热锅炉、省煤器排烟温度降到1 50~170℃, 然后送到干燥窑干燥砖坯, 实现热量的全部利用。在蒸压砖生产线停产或锅炉检修时, 烟气由旁路引风机经旁路烟道抽到干燥窑。通过计算, 引风机风压P=2500Pa, 风量。

5 余热利用效果

年产8000万块蒸压粉煤灰砖生产线于2008年1 2月建成投产, 以24 ×115×53 m m蒸压粉煤灰砖为主。产品质量达到建材行业标准JC239-2001《粉煤灰砖》的要求。

5.1 经济效益

年产8000万标块蒸压粉煤灰砖, 每万块标砖需消耗2t饱和蒸汽, 年需要蒸汽16000t, 每吨蒸汽需要667000kcal热量, 蒸汽锅炉热效率按80%, 生产16000t蒸汽需标准煤:

原煤以5000kcal/kg计算, 1905t标准煤折原煤2668t, 每吨原煤目前市场平均价格620元, 年节约165.42万元;节约锅炉操作工4人, 约12万元;同时还节约排污、排渣费等, 每年节约2 0 0多万元。

5.3 社会效益

按照工业锅炉每燃烧1吨标准煤, 就产生二氧化碳2620kg, 二氧化硫8.5kg, 氮氧化物7.4kg计算, 每燃烧1吨煤产生2 0 0 k g烟尘、7 0 0 k g灰渣计算, 则年减排二氧化碳4991t、二氧化硫16t、氮氧化物14t, 烟尘534t、炉渣1870t, 厂区工作环境大大改善, 社会效益明显。

6 结论

(1) 矸石砖隧道窑余热生产蒸压砖, 将煤矸石、粉煤灰和余热烟气资源化, 再利用, 实现了“资源→产品→再生资源”循环经济的发展模式, 符合国家产业政策和投资方向。

(2) 通过对煤矸石及配料分析和热量的计算, 确定了煤矸石和其它原材料的合理配比, 既保证了为生产蒸汽提供足够的热量, 又保证了制砖质量要求, 使煤矸石资源更加科学合理的利用。

(3) 通过对余热抽取点和抽气比例的研究, 使煤矸石充分燃烧放热, 保证了余热量满足生产蒸汽的要求, 也提高了产品质量和生产效率。

煤矸石砖 第2篇

一、项目背景

煤矸石作为矿山固体废弃堆存，长期以来给人类带来不可忽视的公害。大量煤矸石堆积成山，不仅占用大量耕地，同时还是较大的污染源。同时煤矸石又是一种可利用的资源，它既可以作为低热值燃料，又可以作为原料和材料，进行有效处理、利用和综合加工，具有显著的经济效益和社会效益。国家出台了许多相关政策予以扶持。“十五”期间，淮北矿业集团公司拟新建2条年产6000万块承重和非承重煤矸石空心砖生产线。

二、项目承办单位简况

淮北矿业（集团）有限责任公司是全国煤炭行业十强企业之一，国家520户重点企业之一，国家首批重点发展的300家大型企业之一。集团公司拥有总资产100.53亿元，年实现销售收入40多亿元，实现利税5.06亿元。

三、项目建设内容与规模

规模：年产煤矸石承重和非承重空心砖1.2亿块（折标砖）。

产品方案：承重空心砖占70%；非承重空心砖占30%；饰面砖占10%。

四、市场分析

随着国家墙改政策的深入贯彻和宏观调控措施的逐步实施，加大了对粘土砖的生产使用限制力度。国务院国办[1999]72号文和安徽省政府[1999]66号文明确规定：“地级市要在3年内全面禁止使用实心粘土砖。”因此，利用煤矸石生产承重和非承重空心砖，作为新型墙材取代粘土实心砖，保护耕地，符合国家资源综合利用和新型墙体材料改革的政策，有良好的市场前景。

五、项目工艺与技术、设备方案

建设国内较先进的生产线。设备上拟引进关键设备，配套国内辅助设备，采用国内先进的大断面铠装隧道窑和全自动控制技术。

六、项目投资估算

项目固定资产总投资6500万元，其中：朱仙庄矸石砖生产线可以利用部分原有公用设施，投资3000万元；桃园矸石砖生产线投资3500万元。

七、项目建设条件落实情况

现有部分厂房、设施和一部分设备可以充分利用，水、电、汽、通讯设施齐全，有矿区铁路专用线通往厂区，交通运输便利。我公司《煤矸石资源综合利用示范矿区项目建议书》中包含这两条矸石砖生产线，已经省经贸委批准后上报国家经贸委。

八、项目经济效益分析

年销售收入2160万元，年实现利润600万元，年利用矸石20万吨，节约了大量的购地费用和排污费用。经济效益和社会效益显著。

九、对外合作方案建议

合作方式：合资、技术合作；

合作年限：15-20年；

投资比例：协商

十、项目联系方式

联系人：杨玉章

电话：0561-4953776 4952421

传真：0561-3021789

E-mail: hbkydj＠263.net

煤矸石砖与普通黏土砖的节能比较 第3篇

关键词：煤矸石,黏土实心砖,节能

1 我国煤矸石砖现状

煤矸石是煤炭工业生产过程中排出的固体废弃物,是多种岩石的混合物,在我国许多地方堆积如山,不但占用大量土地,而且严重影响矿区及周边环境。充分利用煤矸石资源,发展煤矸石砖,不但技术上可行,而且可节煤、节地,减少SO2气体和CO2排放,保护环境。如果计算煤矸石多孔砖和空心砖用于建筑墙体后的节能效果,其产生的直接经济效益和社会效益更大。利用煤矸石生产高起点、高质量的烧结砖,不仅节约大量土地,化害为利,而且为国家建设提供了性能良好的新型墙体材料。

一般烧成1 kg的制品,需要消耗1 088～1 388 kJ的热量,生产一块标砖需热量2 720～3 470 kJ。众所周知,煤矸石烧结砖烧成过程,主要依靠坯体自身携带的热量,其发热量的高低,在很大程度上影响煤矸石砖的产量和质量。据有关资料统计分析,我国90个区域煤矸石平均热值为3 962 kJ/kg,根据近几年的生产经验,煤矸石发热量在1 672～2 090 kJ时为最佳,在不用外投煤的情况下,靠煤矸石自身的发热将砖烧好,实现了全内燃烧砖。因此,发展煤矸石砖,利用其自身的热量,节能潜力巨大。

2 煤矸石砖节能及经济效益分析

煤矸石砖与黏土实心砖相比较(见表1),虽然价格基本相同,但是煤矸石烧结多孔砖利用其自身的热量进行烧结,而黏土实心砖需外加热量,因而煤矸石烧结多孔砖生产成本要比粘土实心砖低。以1亿块多孔砖和标准实心砖相比,相当于节约了10多亩农田的取土量。孔洞率23%的多孔砖和实心砖相比,每块砖可节约标准煤0.028～0.036 2 kg,年产每亿块标砖可节约标准煤约3 000 t。多孔砖由于孔洞内充满着隔热性能极佳的空气约为砖的1/30～135,其热工性能好,比实心砖节能23%,在采暖地区冬季可节约用煤。另一方面,煤矸石烧结多孔砖与黏土实心砖由于生产工艺的区别,煤矸石空心砖的质量明显优于黏土实心砖。

2.1 减轻结构自重

随着建筑节能工作的深入开展和建筑节能指标的提高,人们对居住建筑围护结构的保温节能提出了更高的要求。因此,对烧结砖的热工性能主要是保温隔热性能的要求愈来愈高。根据有关资料用370 mm多孔砖外墙相当于490 mm厚黏土砖保温,490 mm相当于620 mm厚黏土砖保温。用实心砖砌筑的多层住宅,墙体质量约占建筑物的一半以上,多孔砖容重小于实心砖,以孔洞率23%的多孔砖和实心砖比较,减轻17%,基础荷载减少,建筑造价降低,同时还能达到建筑节能要求。

(1)墙体重(见表2)

(2)墙体基础节约量

在一般地质情况下,建八层住宅时,按内墙承重,外墙用黏土实心砖基底宽需要1.6 m,用多孔砖基底宽要1 m,砌石量分别为2.2 m3/m与1.6 m3m。内墙用黏土实心砖与多孔砖基础砌石量分别为2.35 m3/m与1.8 m3/m(见表3)。

内墙用多孔砖八层以内可以240 mm墙到顶,如用黏土实心砖只能六层以内用240 mm墙,以外用370 mm厚墙,本地区黏土实心砖强度等级一般为MU7.5,多孔砖强度等级一般为MU15,粘土实心砖承载能力低,且荷载加重。

2.2 节约砂浆用量

由于多孔砖体积大,水平灰缝减少,以一砖厚墙为例,1 m高砌体用实心砖砌筑需15道灰缝,用多孔砖砌筑需9道灰缝,节省6道灰缝的砂浆,也就是说,1 m3砌体可节约砂浆0.157 m3。4亿块多孔砖和实心砖相比,可节约砂浆11.78万m3。

2.3 提高砌筑速度

以240 mm×115 mm×115 mm多孔砖代替实心砖为例,抓取次数比实心砖减少30%左右,多孔砖砌体比实心砖砌体提高工效8.5%。

2.4 增加使用面积

用490 mm实心砖砌筑的外墙,用多孔砖370 mm就能达到要求,可增加120 mm宽的使用面积,折合每平方米可增加0.023 m2的使用面积。

3 结语

虽然黏土实心砖的生产成本较低,但是生产过程中能耗高,所需要的黏土资源是可耕地中的优质黏土,黏土砖的生产已经严重威胁到人们的生存环境。而煤矸石多孔砖是利用工业废渣生产节能环保的绿色建筑材料,两者之间的社会效益差距是显而易见的。充分利用我国煤矸石资源,发展煤矸石烧结多孔砖,可节煤、节地,建筑节能,减少SO2气体和CO2排放,产生巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]马超,康建荣.煤矸石排放对生态环境影响的分析[J].煤矿环境保护,2000(14)

[2]常永贤.煤矸石烧结多孔砖在双鸭山地区的应用[J].粉煤灰,2001(13)

[3]闫开放.我国发展高起点煤矸石绕结砖的建议[J].砖瓦,2005(5)

煤矸石制砖原料破碎粒度的技术要求 第4篇

1 煤矸石破碎细度对生产工艺的影响

煤矸石的破碎程度即它的颗粒大小对坯体的成型、干燥、焙烧都有着直接的影响。如果煤矸石破碎后的粒度过大、颗粒太粗，则可塑性差、不易成型，同时会使整条生产线的设备磨损较快，切割时易发生断钢丝的现象。另外，在焙烧过程中会使坯体内的内燃料不能够充分燃烧，造成严重的黑心，使砖的抗冻性能降低。对可塑性较低的煤矸石，其粒度应该更小些，以满足成型的要求。如果煤矸石破碎后的粒度较小，物料较细，则烧成的煤矸石砖较致密，强度也较高。但物料过细，则造成电耗量增大，耗钢量增大，成本增大。另外，在煤矸石砖焙烧过程中因为原料中总会有硫成分的存在，排烟风机排出的气体，烟气的温度必须高于165℃，也可以说要高于硫酸的露点温度(H2SO4的分子量98.08，沸点温度340℃分解)20℃时的比热0.35×4.18(98%)k J/kg·℃20℃。以降低烟气中硫对风机、管路和对窑门、窑车的腐蚀。

实践证明，煤矸石的破碎粒度只要能保证成型时挤出机挤出的泥条外表光洁、内在密实、不断裂、切出的砖坯棱角整齐完整、烧好的砖顶面、条面光滑、强度和抗冻性符合国家标准即为合格。

2 煤矸石制砖颗粒度的要求

通常煤矸石普氏硬度为3～4，塑性6.5～7，自然含水率<4%，灰分40%～86%，耐火度1100℃～1200℃。制砖生产线应根据煤矸石的硬度及含水率的大小选择适宜的破碎设备。

煤矸石细碎设备有锤式破碎机、细碎锤式破碎机、细碎环锤式破碎机、立式磨、棒式磨、球磨机、单边笼式粉碎机、双边笼式粉碎机、柱磨机等等。现有生产厂家较多，由于各家生产线选用的设备差异很大，效果也不尽相同，但总的要求是煤矸石的粒度能尽量的小，一般要求是最大颗粒控制在2 mm以下，小于0.5 mm的颗粒不低于60%。表1是一些企业和砖厂对煤矸石破碎粒度的要求。对于石灰石含量较高的煤矸石，其破碎后的粒度最好控制在1 mm～1.2 mm以下。并且煤矸石的发热量要测定并控制，不能太高，一般要求控制在450 kJ×4.18 kJ～550 kJ×4.18 kJ，对于发热量较高的煤矸石，可以添加瘠性料(过火矸或页岩、粘土等)使其发热量降低到合适的范围之内。

3 常用破碎机的比较分析

最常用的煤矸石破碎机有棒式破碎机、锤式破碎机、笼式破碎机，三种破碎机的优缺点比较见表2。

实际生产中选取破碎设备时一定要了解设备的技术性能特点，再结合煤矸石的性能特点，合理选取破碎效率高且实用的设备。

4 结语

从表1煤矸石破碎粒度中可以看出大部分厂家的煤矸石细碎处理较好，成型和烧成较顺利,而个别砖厂在调试时由于原料的矿物成分是砂岩，锤破质量相对较差。通过对原料的调整及破碎机的更换才解决了原料粒度和后续工艺的问题。

煤矸石多孔砖砌体抗压强度试验研究 第5篇

1 煤矸石多孔砖砌体试件的制作

本试验采用的煤矸石多孔砖有2种孔形,分别为方孔和圆孔,强度等级均为MU15,砂浆强度等级为MU10,砂子采用中粗河砂,水泥采用32.5级水泥。根据GBJ 129—90《砌体基本力学性能试验方法标准》的规定,由1名中级瓦工采用分层流水作业方法砌筑2组共6个试件。2组砌体分别为煤矸石圆孔砖砌体和煤矸石方孔砖砌体。根据GB 5003—2001《砌体结构设计规范》规定,砌体的截面尺寸为240 mm×365 mm×790 mm,如图1所示。

2 试验装置及试验方法

2.1 试验装置

试验采用5000 k N液压式压力机实施加载。

2.2 试验方法

试验时,在试验台上均匀地铺上1层干砂,然后将试件吊起置于干砂上来回磨动几次,使试件与干砂紧密结合。试件就位后,其4个侧面的竖向中心线对准试验机的轴线,再在试件的顶部撒上薄薄的干砂,用水平尺进行找平,然后安装千分表。本试验通过调节试件的位置来进行物理对中,在预估破坏荷载值的20%区间内反复预压3~5次,控制2个宽侧面的轴向变形相差不超过10%。试验采用分级加载的方法,预估试件的破坏荷载,每级加载值取预估破坏荷载的5%。由于试件的实际破坏荷载高于理论计算值,每个试件的加载都在10次以上。每级加载1 min完成,恒载1 min后,加下一级荷载,施加荷载时,不得冲击试件。加载至预估破坏荷载值的80%后,应按原定速度连续加载,直至试件破坏[2,3]。当试件裂缝急剧扩展和增多,试验机的测力计指针明显回退时,应定为该试件丧失承载能力而到达破坏状态。其最大荷载读数应为该试件的破坏荷载值。恒载时记录两侧面纵横仪表的读数。

3 试验现象

试验中发现,砌体极限承载力对应的应变较小,破坏是首先出现细微裂缝,随着荷载的分级施加,裂缝扩展并不断出现新的裂缝。随着荷载的进一步加大,可听见砌体内发出炸裂声,当荷载加至极限荷载的90%左右时,裂缝不断扩展并上下贯通,形成主裂缝,使试件分成数个细长柱,试验机压力下降,试件破坏。部分试件上部的煤矸石多孔砖被压碎外皮脱落,如图2~图5所示。

4 试验结果及分析

4.1 煤矸石多孔砖砌体抗压承载力

单个试件的抗压强度fc,m按式(1)计算:

式中:fc,m——试件的抗压强度,MPa;

A——试件的截面面积,mm2;

N——试件的抗压破坏荷载,N。

煤矸石多孔砖砌体抗压强度试验结果见表1。

由表1可见,煤矸石多孔砖砌体受压时的开裂荷载为破坏荷载的80%~90%,开裂较晚,脆性较大,煤矸石方孔砖试件的抗压承载力高于圆孔砖试件的抗压承载力。

由于砌体轴心抗压强度平均值的计算公式(2)同时适用于烧结普通黏土砖和烧结多孔砖[2],因此可以用该公式计算烧结黏土砖砌体的平均抗压强度。

式中:fm———砌体抗压强度平均值,MPa;

f1、f2———砂浆及块材的抗压强度平均值,MPa。

由式(2)得出的相应砂浆强度下,MU20等级黏土砖砌体试件的抗压强度平均值为5.88 MPa,由于式(2)是根据各地区砖的强度范围MU7.5~MU20和砂浆强度范围M0.4~M15经统计回归而得出的,因此煤矸石多孔砖材料上的差异性,以及本试验试件数量上的局限性都有可能造成数据上的偏差,但通过进一步的试验以及系数的调整有可能使这些偏差缩小。由表1可见,2组煤矸石砖砌体的开裂荷载与其极限荷载的比值在0.8~1.0,而黏土砖一般为0.5~0.7[3],反映出煤矸石多孔砖较黏土砖偏脆的特点,但因煤矸石多孔砖的极限荷载较高,从裂缝发展情况来看,比普通烧结砖有优势。

4.2 砌体的受压弹性模量

根据GBJ 129—90的规定,砌体的弹性模量应根据应力与轴向应变的关系曲线,取σ=0.4 fc,m时的割线模量作为该试件的弹性模量,按式(2)计算:

式中:E———试件的弹性模量,MPa;

ε0.4———对应于0.4倍的轴向应变值。

弹性模量试验值与规范计算值E0对比数据见表2。

由表2可知,当砂浆强度一定时,煤矸石圆孔砖砌体和方孔砖砌体的受压弹性模量实测值分别是规范计算值的6~7倍和7~8倍,实测弹性模量值与规范值的比值的平均值为7.34,故采用现行规范公式计算煤矸石多孔砖砌体受压弹性模量是偏于安全的。圆孔砖砌体变异系数为0.109,方孔砖砌体变异系数为0.051,说明试验结果吻合较好。本次试验由于受试件数量的限制,还需作进一步研究,从而探索出煤矸石多孔砖砌体规范值计算公式,即用砌体抗压强度设计值来表达的计算公式,为编制相关规范标准提供依据。

5 煤矸石多孔砖砌体抗压强度影响因素分析

5.1 块材形状质量及加载的影响

煤矸石多孔砖高度(90 cm)是普通黏土砖(53 cm)的1.7倍,尺寸效应使多孔砖的抗折强度增加,另外同高度的多孔砖砌体要比普通砖砌体的横向灰缝数量少,这些有利于多孔砖砌体强度的发挥。另一方面试件的对中并不是真正意义上的均匀受力,加载时已经产生了一定程度的偏心,使得部分试件有边缘剥落现象。试验用砖的强度等力学性能指标离散性较大,使得产品质量较差的砖提前破坏,同时由于多孔砖有较多壁和肋的存在,均使得截面产生较为明显的应力集中现象,影响砌体的抗压强度。

5.2 砌筑质量的影响

砌筑质量的影响主要体现在以下几个方面:砂浆的饱满度,砂浆的厚度,试件的垂直度,试件的平整度等。砌体内的块体从理论上是均匀受压,但实际是由于砌体内灰缝厚薄不一,砂浆的饱满度和密实度不均匀,以及砖表面不完全规整等,都会影响砌体的抗压强度。

6 结论

(1)煤矸石多孔砖砌体受压时的开裂荷载为破坏荷载的80%~90%,开裂较晚,破坏时外皮有脱落现象,脆性较大,煤矸石方孔砖试件抗压承载力高于圆孔砖试件的抗压承载力。

(2)煤矸石多孔砖的弹性模量试验值均高于规范计算值,按现行规范进行结构设计偏于安全。

参考文献

[1]苑文乾.煤矸石多孔砖对建筑耗能的影响[J].煤气与热力,2006,26(12):62-64.

[2]王书祥,任权昌.混凝土多孔砖砌体力学性能实验研究[J].新型建筑材料,2006(3):13-15.

煤矸石砖 第6篇

华亭煤业集团有限责任公司是甘肃省最大的国有现代化大型煤炭企业。经过多年开采, 华亭煤矿废弃的煤矸石目前堆积如山, 既占用土地, 又污染环境。

该项目利用煤矸石代替黏土作为制砖原料, 主要靠煤矸石自身发热量烧结, 年可消耗煤矸石14.06万吨, 节约标煤1万多吨。项目厂址位于华亭县原安口煤矿工业厂区, 占地面积35 000 m2, 项目一期工程概算总投资3 600万元, 投资回收期5.17年, 计划今年年底建成投产。项目建成后, 年可生产新型多孔砖3530万块, 折合标砖6 000万块, 其产品具有自重小、强度高、外形美观、抗风化能力和抗冻性能好等特点。项目生产过程采用全自动化控制, 主要污染源和污染物采取环保措施后达标排放。

煤矸石砖 第7篇

煤矸石是与煤伴生的固体废弃物,在煤矿堆积如山,我国累计堆放约45亿吨,且仍以1.5-2.0亿吨/年的速度增加[1]。近年,煤矸石制砖得到了快速发展,在我国废物利用和新能源建设中发挥重要作用,但由此带来职业安全健康问题不容忽视。关于矸石山作业安全和矸石制砖粉尘危害已有报道[2,3,4],目前尚缺乏对煤矸石制砖过程中的职业安全与健康风险与控制现状进行系统的调查与分析。危险源辨识和风险评价是职业健康安全管理的基本方法,通过危险源辨识找出管理点(中度和高度风险),制定适宜的控制措施,体现职业健康安全管理的基本原则和思路[5]。为此,我们对山西、山东、辽宁、湖北和宁夏的13家煤矸石制砖企业的职业安全健康风险与控制现状进行调查与研究。

1对象与方法

1.1研究对象

山西、山东、辽宁、湖北和宁夏五省的13家煤矸石制砖企业。其中,年产10000万块砖的企业有5家,年产1000-10000万块砖的有6家,年产1000万块以下的企业有2家。最小企业仅20人,最大企业366人。投产时间分布在2003-2010年之间。

1.2内容与方法

采用填表调查、现场监测与现场核查等相结合的方法,对企业基本情况、生产工艺、劳动组织、主要危险与有害因素、防护设施设置和个体防护装备(PPE)使用等情况进行了调查与研究,本文未对余热发电系统进行分析与评价。

危险化学品重大危险源的辨识:主要依据《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218)和《国家标准危险货物品名表》(GB12268)。

安全危险因素的识别与评价:依据GB6441《企业职工伤亡事故分类标准》对企业可能存在的危险因素进行识别,采用作业条件危险性评价法(LEC法)[6],对危险因素可能导致的危险程度进行分析与评价。

职业病危害因素的识别与评价:依据《职业病危害因素分类目录》[7]对企业可能存在的职业病危害因素进行识别,依据《工作场所中粉尘测定》(GBZ/T 192)、《工作场所空气有毒物质测定》GBZ/T 160和《工业场所物理因素测量》(GBZ/T 189)对工作场所职业病危害因素进行检测,依据我国工作场所有害因素职业接触限值(GBZ2.1和GBZ2.2),对工作场所职业病危害因素进行评价。

2结果

2.1生产工艺概述

煤矸石制砖原料主要为煤矸石和页岩,产品有多孔砖、烧结砖、地面砖、清水墙砖等。副产品主要是白灰、高岭土和电。生产设备有破/粉碎机、给料机、筛分机、搅拌机、多斗给料机、输送机、挤出/砖机、切坯/条机、翻坯机、码坯机、装载机、牵引机、顶车机、干燥窑、摆渡车、烧成窑车和焙烧窑等。生产工艺包括:原料粉碎、搅拌、成型和烧成四个生产工序,部分企业配置了余热发电系统。生产任务:原料破碎是将选配的煤矸石首先进行两级破碎(粗破碎、细破碎),在经一次加水搅拌后陈化;搅拌是将陈化后的煤矸石原料和辅料,经多斗给料机和皮带输送机送至搅拌机,再进行两次加水搅拌;成型是将经搅拌后的稀料由皮带输送机送入挤砖机加工成条形砖料,再由切坯机将其切成砖坯后,经翻坯机和码坯机装入装载机,个别企业采用手工操作进行翻/码坯;烧成是将装有砖坯的装载机经牵引机、顶车机送入干燥窑,利用焙烧窑余热对砖坯进行干燥处理后,再由摆渡车送入焙烧窑焙烧。焙烧后的成品砖,由牵引机和顶车机输送至成品库。焙烧产生的余热可用于砖坯干燥、余热发电、车间取暖、职员洗浴和食堂热水。在这些生产过程的不同环节会产生不同的危险、有害因素。

2.2危险有害因素的识别与评价

2.2.1 安全危险因素

所有工作场所未发现“危险化学品重大危险源”,但煤矸石制砖过程可能存在坍塌危险、机械伤害、挤压伤害、烧伤/灼烫、触电/电击、车辆伤害/撞击、中毒和窒息、砸伤8种安全危险因素。这些危险因素的识别、分析与评价结果见表1。依据LEC法评估,这些危险因素均属于1级或2级危险,即稍有危险或一般危险。危险因素的分布依工艺流程与设备分布各有不同,机械伤害几乎存在于所有车间,挤压伤害主要存在于成型车间;烧伤/灼烫主要存在于烧成车间和维修车间;触电/电击伤害主要存在于成型车间和维修车间;车辆伤害/撞击主要存在于原料车间和运输部;中毒和窒息主要存在于烧成车间;砸伤主要存在于成品卸砖过程。

2.2.2 职业病危害因素

依据《职业病危害因素分类目录》,通过填表调查和现场核查,煤矸石制砖企业可能存在的职业病危害因素主要有:粉尘、噪声、高温和有害气体(如SO2、CO、NO2等)。粉尘和噪声主要来自于原料运输、破碎、筛分、混合与搅拌、砖坯的成型与焙烧过程,高温和有害气体主要来自于煤矸石砖的干燥与焙烧等过程。现场监测结果显示,工作场所高温和有害气体均未超出国家职业接触限值标准的要求。多数工作场所的粉尘浓度和噪声水平超过国家职业接触限值标准的要求。除原料车间的原料棚、烧成车间的焙烧炉旁、烧成窑头进口、窑顶保温带和烧成带等5处粉尘检测结果未超标外,其余10处工作地点粉尘检测结果均存在超标现象。噪声超过85dB的工作场所有粗破碎机、振动筛和搅拌机(二、三次搅拌机),个别企业的原料棚、细破碎机、挤去机、码坯和翻坯机旁的噪声水平低于85dB(见表2和表3)。

2.2.3 不良工效学因素

从现场核查结果看,原料车间的铲车司机、成型车间的多斗给料操作和人工翻/码坯操作、烧成车间的面砖修理和卸砖车间的装卸工、运输司机等存在不良工效学因素,主要来源于静力负荷操作(铲车司机)、长期不良坐姿和单调工作(多斗给料操作)、用力负荷和重复性动作(人工码坯和装卸砖)。

2.3防护设施配置和使用情况

煤矸石制砖企业配置的防护设施主要是针对原料破碎和皮带输送过程中粉尘污染的除尘设施和喷淋设施,以及控制炉窑烟气排放的脱硫除尘设施。除尘设施多采用布袋除尘系统,主要布置在破碎机、振动筛、皮带下料口和搅拌机处,喷淋设施布置在各皮带及排烟道处。为了减少车间高温, 在各窑洞口布置了引风机。烟尘脱硫除尘系统布置在排烟风机出口处。13家企业均未见隔声降噪设施。现有的防护设施运转情况较好,但日常维护存在缺位,缺乏对除尘、排毒系统防护效果的定期检测与评价。多数企业职业病危害工作场所未设置警示标识。

设备和工作台等布置均留有足够的检修空间,运行部件均设置防护罩。机旁设置紧急停车开关,以应急需;输送设备、管道等处考虑了必要的人行过梯。楼梯、走廊及池边等装设活动栏杆,地沟上加盖板。对变电所设高压保护,设置隔离栏杆,防止电伤。

2.4PPE的选用

表4列出了煤矸石制砖企业PPE的使用情况,主要有防尘口罩、防护手套(如绝缘手套、防高温手套)和劳动护肤品(洗手净)。防尘口罩主要用于原料、成型和烧成车间的粉尘作业工人,绝缘手套主要用于配电作业工人,防高温手套主要用于高温接触人员。这些PPE未提供安全检定证书的产品有ST-AX、ST-AG型防尘口罩、防护手套等。所有企业均未配置防噪声护听器。

3讨论

煤矸石制砖行业普遍存在矸石山取料的坍塌危险及生产过程中的缠绕挤压伤害。个别企业曾发生过矸石山落料伤人以及搅拌机、摆渡车挤压伤人事故[3]。煤矸石是无机质和少量有机质的混合物,其化学成分主要是SiO2、Al203和C,其次是Fe203、CaO、MgO、Na20、K20、SO3、P205、N和H等[1]。煤矸石在其制砖过程中由于原料的破碎和运输会产生大量的粉尘和较强的噪声,焙烧过程中会产生大量的烟尘和SO2,对环境造成污染[2,4,8,9,10]。煤矸石制砖企业在其生产过程中除存在文献中报道的危险、有害因素外,还存在其他危险、有害因素。

从安全危险因素来看,13家企业未发现“危险化学品重大危险源”,但存在矸石山取料的坍塌危险、机械运转过程的缠绕挤压危险、焙烧过程的烧/灼烫伤危险和中毒窒息危险、用电触电危险、车辆运输过程的撞击伤害危险、成品搬运过程的砸伤危险等,这些危险均属于稍有危险或一般危险范围。对于相关危险的防护与管理,文献已有报道[3]。企业对此也设置了相应的安全防护设施,如设备和工作台等均留有足够的检修空间,运行部件设置了防护罩。机旁设置了紧急停车开关,以应急需;输送设备、管道等处考虑了必要的人行过梯。楼梯、走廊及池边等装设活动栏杆,地沟上加盖板。对变电所设高压保护,设置隔离栏杆,防止电伤。对于可能产生这些危险的场所或设备,设置了安全警示标识。这些安全防护设施的设置将为企业预防安全事故的发生提供了安全保障,但在今后的日常工作中应加强管理和日常维护。

从职业病危害因素来看,煤矸石制砖企业工作场所主要存在粉尘、噪声、高温和有害气体,粉尘主要来源于原料取料、运输、破碎、筛分、混合、搅拌和成型等生产过程,噪声来源于运输、破碎、筛分和搅拌机械的运行过程,高温和有害气体主要来源于煤矸石砖的干燥与焙烧过程。测试结果显示,工作场所高温和有害气体危害较轻,未超出国家职业接触限值的要求,从现场勘查结果可见,几乎所有的焙烧车间均为半封闭或敞开式设计,通风情况良好,符合《工业企业设计卫生标准》,较为有效地控制了高温对作业环境的影响。原料和成型车间所有工作场所的粉尘浓度均有超标现象,且较为严重。

现场勘查结果显示,煤矸石制砖企业针对粉尘的防护设施主要有除尘设施、喷淋设施和炉窑烟气排放的脱硫除尘设施。从防护设施的日常维护情况看,防护设施的运转情况较好,但日常维护存在缺位现场,缺乏对除尘、排毒系统防护效果的定期检测与评价。除尘设施布置在破碎机、振动筛、皮带下料口和搅拌机处,喷淋设施布置在成型车间各皮带及烧成排烟道处,这些工作场所虽然布置了防护设施,但粉尘超标现象依然严重。由此可见,这些防护设施虽起到一定的防尘作用,但仍未达到令人满意的效果,依据《职业病防治法》要求,企业应对这些防护设施进行必要的改造和定期检测与评价,加强日常的维护与管理,使其发挥有效作用,并保持正常运行状态;湿式作业是现场防止粉尘污染的经典、有效手段,多数企业虽有设施但疏于管理,运行不好是其主要原因,企业应加强对物料运输过程中湿式作业的监督与管理。原料破碎与筛分、搅拌机、砖坯挤出机、码坯机和翻坯机产生的噪声污染比较严重,几乎所有企业的粗破碎机、振动筛、搅拌机产生的噪声和多数企业的细破碎机、砖坯挤出机、码坯机和翻坯机产生的噪声超过85dB(A)。被调查企业对噪声的控制存在缺位现象,所有企业均未设有隔声降噪设施,也未为噪声接触者提供个体护听器,反映出企业忽视了噪声对作业工人的健康影响。13家企业对高温和有害气体的控制效果比较好,工作场所高温和有毒气体未见超标现象。多数企业存在职业病危害因素的作业场所缺乏职业病危害警示标识,提示企业重安全轻健康的错误认识。现场核查结果显示,个别作业可能存在不良工效学因素,如铲车司机和多斗取料机操作人员的不良姿势和单调作业、人工码坯的重复性操作、装卸工人的用力负荷作业等,这些不良工效学因素的长期接触可能导致作业工人工作相关肌肉骨骼损伤(WMSDs)的发生,现场访谈结果显示:上述作业的许多工人自述存在不同程度的WMSDs症状,也支持这一观点。就个体防护而言,所有企业均为接触人员配备了防尘口罩,为用电人员配备了绝缘手套等,但个别企业配备的PPE不符合国家相关标准的要求,针对噪声,所有企业均未采取噪声控制措施。由此可见,煤矸石制砖企业应加强对个体防护装备的选择、配置和使用的管理,应依据国家相关标准,合理、有效选择个体防护装备,全面加强和补充对接触噪声作业人员的个体防护。

4结论

(1)煤矸石制砖企业存在多种危险、有害因素,企业普遍存在防护设施防护效果欠佳现象,其主要原因可能是企业忽视对其进行日常维护、管理和评价,存在缺位情况。

(2)企业忽视了噪声对作业工人的健康影响,既无噪声控制措施,也未为接触者提供个体护听器,由此可见,企业应加强对工作场所噪声的控制和噪声接触者的个体防护。

(3)针对个别操作岗位,企业应加强对操作人员WMSDs的预防和控制。

参考文献

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