1. 引言
煤炭洗选及加工是改善煤炭质量、实现清洁利用及达成“双碳”目标的关键步骤，该过程可有效清除原煤中30%~50%的灰分与50%~70%的硫分[1]。截至2024年，我国大型煤矿洗选比例已提升至68%，年处理量超30亿吨，行业规模化发展趋势显著[2]。然而，洗选工艺的复杂性、核心设备高负荷运转特性，以及煤尘、重金属废水等危险源的存在，使工程面临显著风险[3]。
据《中国煤炭洗选行业安全发展报告(2023)》统计[4]，2020~2022年我国洗选行业安全事故中，设备故障、粉尘爆炸、环保超标三类问题合计占比75%，单次重大事故平均经济损失超1200万元；且高原地区洗选厂风险应对能力较平原地区低40%，主要受低温、交通不便等因素制约，设备润滑失效与物资断供风险突出[2]。
现有研究多倾向于风险识别的定性探讨，评估阶段过度依赖主观判断，定量方法与工艺操作结合不紧密[5]；例如，部分研究仅通过专家打分评估粉尘爆炸风险，未结合煤尘粒径、车间通风量等实际参数[6]，同时，忽视高原低温设备失效等特殊风险，对策未能覆盖“技术–管理–应急”完整流程[7]。因此，本文立足于煤炭洗选工程全生命周期，结合山西潞安集团、甘肃甘南高原洗选厂等真实企业案例，探讨风险管理困境并提出对策，为行业理论与实践提供参考[8]。
2. 文献综述
2.1. 风险管理理论及矿业应用研究进展
风险管理理论的发展已形成系统化框架，ISO 31000:2018《风险管理指南》提出“风险识别–评估–应对–监控–评审”的全流程管理模型，强调定量分析与场景适配性在风险评估中的核心作用(ISO, 2018)。矿业领域的风险定量研究已形成多元方法体系，除故障树分析(FTA)与层次分析法(AHP)外，Li等(2022)在《International Journal of Mining Science and Technology》发表的研究中[9]，将贝叶斯网络(BN)应用于煤矿设备故障预测，通过实时运营数据动态更新风险概率，使预测准确率较传统方法提升28%；谢尊贤等(2023)进一步将FTA与BN结合，构建矿井安全监控系统运行可靠性模型，有效识别了传感器故障、数据传输延迟等隐性风险[6]。
国际采矿与金属委员会(ICMM)2023年发布的《Mining Risk Management Practice Guide》特别强调“场景化风险评估”的重要性，指出高原、高湿等特殊环境需单独建立风险因子库，为本文高原洗选厂风险分析提供了理论依据[4]。国内方面，董永胜等(2023)针对煤炭洗选企业开展危险源辨识研究，提出“设备–物料–环境–人员”四维风险识别框架，但未涉及定量评估模型[5]；中国煤炭工业协会(2024)在《煤炭行业发展年度报告》中指出，当前洗选行业风险管理覆盖率仅65%，中小型企业定量分析工具应用率不足30% [2]。
但现有矿业风险管理研究存在场景局限性，多数模型针对井下开采环节，针对煤炭洗选这类“物料处理–工艺转化–环保处置”一体化流程的专项研究较少[7]，且未充分考虑洗选工程中“煤尘爆燃临界值动态变化”“废水处理系统连锁故障”等特有风险，评估模型与实际工艺的适配性不足[5]。
2.2. 煤炭洗选工程技术与风险管理研究进展
干法洗选技术的风险管控研究近年来逐步深化，王峰超等(2024)在《选煤技术》发表的《风力干法选煤技术研究现状与展望》中指出[1]，干法洗选设备的“风选气流稳定性”与风险发生率呈显著负相关，当气流波动幅度超过±5 m/s时，分选精度下降40%，且设备卡堵风险提升3倍；在环保风险领域，孟豪等(2023)在《中国环境科学》发表的“污染场地风险管控碳排放计算方法及案例分析”中提到，“混凝沉淀 + 膜过滤”工艺在北方严寒地区的应用需配套“低温抗冻膜材料”，否则冬季膜通量衰减率可达25%，这为本文高原废水处理技术优化提供了参考[10]。
在环保风险领域，孟豪等(2023)在《中国环境科学》发表的研究中提到[11]，“混凝沉淀 + 膜过滤”工艺在北方严寒地区的应用需配套“低温抗冻膜材料”，否则冬季膜通量衰减率可达25%，这为本文高原废水处理技术优化提供了参考；连建鑫(2025)进一步优化该工艺，通过添加抗冻剂与电伴热装置，使北方冬季废水处理系统连续运行稳定性提升至90% [12]。固废处置方面，梁永生(2019)指出煤矸石露天堆放的淋溶风险，其渗透系数可达1.2 × 10−4 cm/s，易污染地下水源[13]；史晓凯等(2024)提出“煤矸石制砖 + 尾矿填充采空区”技术，使固废资源化利用率超70%，同时降低淋溶风险80%，为洗选固废风险管控提供了技术路径[14]。
选煤技术升级方面，项轲等(2025)在《炭素》中总结当前洗选技术发展趋势，指出“智能化分选设备 + 数字孪生监控”可降低技术风险45%，但高原地区因网络信号弱、低温环境等因素，智能化技术应用率仅20% [3]；裴俊等(2023)将数字孪生技术应用于选煤厂，构建全流程风险模拟系统，可提前1~2小时预警设备故障，但该技术目前仅在大型洗选厂试点，中小型企业应用成本较高[15]。
2.3. 现有研究空白与本文研究定位
综合现有研究，当前煤炭洗选工程风险管理存在三大核心空白：
评估体系空白，缺乏“安全–环保–技术–运营”一体化的专项评估模型，定量分析多依赖通用矿业模型[5]，未纳入“高原低温设备润滑失效”“少数民族员工培训适配性”等洗选特有场景，评估结果与实际风险偏差超30% [2]。
技术适配性空白：智能化监测技术(如5G + 工业互联网)在洗选工程的应用多集中于平原地区，针对高原网络丢包、低温设备损耗的解决方案不足[2]。
应急机制空白：应急预案多套用标准化模板[7]，未细化“粉尘爆炸时煤尘清理步骤”“高原冰雪封路时的物资补给路径”等实操内容，且演练后缺乏效果复盘机制，近三年洗选企业应急演练整改率仅50% [8]。
基于此，本文的研究定位为：
理论贡献上，构建适配煤炭洗选全流程的“四位一体”风险评估体系，填补高原、少数民族地区洗选风险定量分析的空白。
实践贡献上提出“技术升级–人员管理–应急优化”协同的应对策略，提供可落地的高原洗选厂风险管控方案，为中小型洗选企业降低风险防控成本提供路径[12]。
3. 煤炭加工洗选工程风险识别与现状
3.1. 安全风险：设备与物料环节为核心
洗选工程的安全风险核心关注点主要在于物料管理设备的运行状态。
在设备方面，长时间高负荷运行状态下，旋转机械，破碎机传送带等设备经常会遇到防护设施陈旧，轴承温度异常等情况，以山西潞安集团某洗选厂2023年的案例为例，破碎机护栏松动导致人员被卷入，直接造成80万元的经济损失[8]，一旦核心设备如振动筛，浮选机等因润滑不足而出现故障，平均每次停机时间可达8小时，引发每日产能损失超过1000吨[2]。
就物料而言，破碎后的原煤会产生煤尘，其浓度达到10~25 g/m3，若遇明火便存在爆炸风险[4]，洗选工序中采用的易燃药剂若在通风不佳的储存环境中，极易生成可燃性蒸汽云，增加火灾发生的概率[5]。
根据行业数据统计[8]，在近三年的洗选工程安全事故中，设备失灵占45%，粉尘爆燃占20%，电路短路占15%，值得注意的是，60%的事故发生在设备维护期间，该阶段因设备停机且人员交叉作业密集，操作失误极易引发潜在风险。
3.2. 环保风险：废水与固废处置压力凸显
在“双碳”战略背景中，洗选企业的长远规划与生态环境风险紧密相连，关键问题主要围绕废水净化，固体废弃物处置及空气污染治理这三个层面展开[11]。
废水排放存在显著隐患，洗选工序产生的废水含有悬浮颗粒物及重金属等有害物质，悬浮物含量可达到500~800 mg/L，已远远超出GB 18918-2002标准规定的10 mg/L上限[12]，违规企业面临最高200万元的经济处罚停产整顿，甘肃某高海拔区域的洗选厂，就曾因冬季活性污泥处理系统失灵而造成废水排放超标，被责令停业整改15天[4]。
固体废弃物处理工作遭遇了严峻考验，煤矸石，浮选尾矿这类固体废弃物，其渗透系数可达到1.2 × 10−4 cm/s [13]，若长期露天堆放，极易引发淋溶问题，污染地下水源，在部分偏僻地区的选煤厂，固体废弃物的运输费用往往超过200元/吨，高昂的成本常常导致非法堆放行为屡禁不止[14]。
大气污染风险十分突出，雾霾问题屡次出现，在原煤破碎干燥环节中，粉尘浓度竟达到500 mg/m3，该数值远超GB 16297-1996标准所规定的10 mg/L上限[16]，直接加剧了雾霾问题，并使作业人员患上尘肺病的风险比普通人群高出3倍[4]。
3.3. 技术风险：设备可靠性与工艺适配性不足
洗选效率与产品质量会因技术风险而受到直接作用，在设备可靠性，工艺匹配度及智能化应用等层面有具体体现[3]。
在设备耐用性方面，高海拔矿区选矿厂处于冬季低温环境下(−15℃)，润滑介质易发生凝固现象，导致轴承损耗速度较平原地区快一倍[2]，青海省某选矿厂就曾因球磨机注油系统失灵而被迫停工20天[8]。
从技术兼容性的视角出发，依据《煤化工用煤技术导则》要求[17]，重介选煤工艺的介质密度需严格控制在标准区间，一旦波动超过0.02 g/cm3，精煤的回收效率便会随之降低5至8个百分点[12]，干法洗选技术对原料煤的含水状况反应较为敏锐，若含水量高于12%，分选效能明显下降30%，该技术在南方多降水区域的推广使用存在一定制约[1]。
在智能化技术的应用进程中，同样伴全新的风险与挑战，以高原地区为例，洗选厂的智能化监控体系常常因信号强度不足而出现故障，引发数据传输延迟及故障预警功能失效等问题，数据传输丢包率超过10% [2]，以山西潞安集团某洗选厂为例，该厂曾因智能化监控系统数据传输延迟，未能及时处理振动筛故障，最终导致设备报废，损失超200万元[8]，此外，振动筛、破碎机等关键设备的卡堵问题频发，现有常规清理方式效率低下，而专用自清理技术的应用可有效降低此类故障发生率[18]，但目前行业普及率不足15%。
3.4. 运营风险：人员与供应链管理短板
运营风险主要起因于人力资源管理不当，资金物资管理疏忽，具体可归纳为以下三个方面[7]：
人员操作层面的风险占比高达45%，主要因操作人员技能欠缺或违规操作引发洗选事故，河南某洗选厂曾因误操作阀门导致物料堵塞输送带，引发设备超负荷停机，基层选煤厂技术人员年流失率超过15% [10]，而新员工培训期平均需3个月，这无疑加剧了操作风险[2]。
供应环节的风险表现为原煤灰分偏差超过5%等供应不稳定问题，或药剂采购延误等情况，均导致生产负荷下降超过30% [12]，如高原洗选厂因交通不便，药剂配送周期长达7~10天，断供风险突出。
成本管控风险方面，2023年煤炭价格基准在580~720元/吨间呈现周期性波动[2]，年度环保投入超过500万元/厂，导致部分中小型洗选厂利润率跌破5%，难以购置升级风险防范设备[8]。
4. 煤炭加工洗选工程风险管控中的突出问题
4.1. 风险评估体系不健全，定量分析能力薄弱
许多选煤厂进行风险评估时，主要依赖“实践经验与定性判断相融合”的模式，但方法与生产流程结合的定量模型应用却相对少见[5]，评估指标的设定较为宽泛，未能充分考虑洗选工艺的具体特点。
设备风险评估仅关注“故障是否发生”，未对“故障概率 × 影响程度”进行量化分析；定量分析工具的应用较为有限，部分企业采用层次分析法(AHP)，权重设定过度依赖专家的主观判断，与实际运营数据的关联性不足[6]，某山西洗选厂在评估粉尘爆炸风险时，忽略了煤尘颗粒粒径、车间通风量等关键因素，导致评估结果与真实风险水平偏差超过30% [8]。
车间通风量等关键因素，导致评估结果与真实风险水平的偏差超过30%，而位于高原地区的洗选厂则缺乏专门的风险评估功能，未将低温、缺氧等环境因素纳入评估体系，难以准确识别设备润滑失效，人员高原反应等潜在风险[2]。
4.2. 防控技术滞后，智能监测覆盖率低
洗选工程领域的风险管理技术呈现出“传统方式为主导，智能化程度偏低”的显著特征，其面临的主要难题具体表现在以下三个方面[3]：
许多公司的安全预防控制技术较为落后，依旧采用“人工巡检结合定期维护”的方法，设备在初期故障的识别概率低于50% [2]，而煤尘监测则主要依靠固定位置的采样，难以做到实时且不间断的监控，容易错失爆炸风险初期的干预机会[1]。
中小型洗选厂在废水处理中广泛采用传统混凝沉淀工艺，但其环保技术存在明显短板，该工艺对重金属的去除效果仅为60%到70%，难以持久满足标准规范[11]，固体废弃物的资源化利用率低于30%，主要依赖堆存方式处置，这无疑放大了环境风险的隐患[14]。
智能技术的应用领域相对狭窄，只有30%的洗选厂在较大规模上部署了智能监测系统，系统的功能较为基础，仅能监测设备的温度与振动状况，并未与生产流程实现融合[2]，在高原地区，网络信号微弱，数据传输的丢包率超过10%，这导致智能预警功能无法正常运作[3]。
4.3. 人员风险意识薄弱，培训体系不完善
一线洗选厂工人的风险认知和专业能力欠缺，显著影响了风险管理的成效，安全观念的薄弱，部分企业过度侧重产量而忽视安全，从而导致问题出现；作业者“煤尘爆炸临界值”“设备防护标准”等基础知识的了解不够，违规操作行为时有发生，某河北洗选厂曾有三名员工出现早期尘肺症状，其根本原因在于操作工在作业过程中未按规定佩戴防尘口罩[8]。
培训体系的系统性不足，课程内容偏重理论阐述，缺少实践操作环节，加之培训周期较长，难以掌握新型浮选药剂的安全使用规范及相关风险防控信息[7]，在民族聚居地区，人员结构问题突出，甘肃，青海等省份的洗选厂中，少数民族员工占比超过40%，培训教材多以汉语为主，且内容编排未能充分考虑民族员工的作业习惯，影响了培训的实际效果[4]。
4.4. 应急响应机制不完善，预案与实际脱节
应急管理在洗选工程领域正面临严峻挑战，其关键症结在于“预案可操作性不足，演练成效不显著”[7]。
众多应急预案缺乏具体指向性，企业普遍套用标准化模板，未能针对洗选工艺的特定风险进行深度细化，在粉尘爆炸预案中，对煤尘清理步骤及灭火剂选择规范缺乏清晰界定，导致事故突发时应对失当[5]。
部分地处高原的洗选厂未充分考量冰雪封路，设备低温启动等特殊制约因素，预案难以实施[4]，应急演练频率偏低且形式化严重，统计显示，近三年仅有40%的选煤厂曾组织模拟粉尘爆炸等实战训练，且演练后缺乏总结改进，导致同类问题循环出现。
应急物资配置存在明显短板，偏远选矿厂普遍缺少备用浮选药剂，急救设备等应急物资，与周边医疗，消防机构的联动机制尚未完善，这导致事故救援响应时间超过1小时，错过最佳处置时机[7]。
5. 煤炭加工洗选工程风险针对性应对策略
5.1. 构建科学风险评估体系，强化定量分析
从洗选工程风险评估的科学基础与量化精度出发，对三个层面的体系优化进行构建。
构建“安全–环保–技术–运营”四位一体的专属评估体系，安全层面涵盖设备故障率及煤尘浓度超标次数，环保层面涉及废水排放合格率与固体废弃物堆放规范性，技术层面介质密度控制准确度及智能化系统故障率，运营层面则融合人员违规操作次数与药剂供应延迟时间[5]，依据洗选产出量与设备总数灵活调整各项指标的权重设置，确保评估与实际产能匹配[2]。
采用“德尔菲法-AHP-模糊综合评价”三级量化模型，德尔菲法确定专家权重，利用AHP划分指标层级，借助模糊综合评价实现风险等级量化[6]，针对高原洗选厂增设“环境影响系数”，在低温环境下设备风险系数提升1.2倍以增强评估精确度[4]。
建立评估数据的动态更新机制，每月采集设备运行状态及环保排放数据用于调整模型参数，确保评估结果与实际风险状况保持同步。
5.2. 升级风险防控技术，推进智能化转型
从安全，环保及智能三大层面着手完善管理策略，加速选煤项目向自动化模式的演进。
改进并提升安全防范技术，于破碎机，振动筛等设备上增设振动–温度双传感器，用以实时监控轴承磨损状况，若数据出现异常，系统自动启动声光报警装置[6]；同时引入筛体自清理技术[18]，通过机械结构优化实现物料防卡堵，降低设备停机检修频次。在原煤破碎干燥车间部署激光散射式煤尘监测系统，当粉尘浓度达到8 g/m3时，系统与喷雾降尘设备协同运作，爆炸风险降低60% [1]。该系统采样频率为1次/秒，喷雾设备响应时间 ≤ 3秒，山西潞安集团某洗选厂6个月试运行数据显示，粉尘超标时长从每月45小时降至18小时，爆炸风险因子同比降低60% [8]。其局限性为：双传感器初期投资约5万元/台，中小型洗选厂可通过设备租赁方式降低成本[2]。
优化环保控制技术，推广“混凝沉淀 + 膜过滤”一体化废水处理工艺，使重金属去除率提升至90%以上[11]，应用“煤矸石制砖 + 尾矿填充采空区”技术，使固体废弃物资源化利用率超过70% [14]；高原选煤厂研发“电伴热废水处理池”，防止冬季低温导致处理系统失效。该技术采用380 V工业级电伴热带，功率密度为20 W/m，可使池体温度维持在5℃~10℃ [12]，在新疆准东某洗选厂试点中，冬季废水处理系统连续运行3个月无故障，冬季废水处理系统连续运行3个月无故障，较传统加热方式能耗降低18% (陕西新能选煤技术有限公司，2023年试点报告)。其局限性为：膜过滤组件需每2年更换，维护成本约10万元/年，建议企业与供应商签订长期维保协议分摊费用[11]。
推行智能监测系统，在选煤厂范围内应用“5G + 工业互联网”平台，确保设备运行，煤尘浓度，废水排放等数据即时传输[3]；高原地区采用“卫星 + 本地基站”双重网络备份机制，数据传输丢包率控制在3%以内。该机制选用北斗卫星(带宽2 Mbps)与4G本地基站(覆盖半径5 km)双模自动切换[2]，甘肃甘南洗选厂测试数据显示，数据传输中断时长从每月120分钟降至8分钟，丢包率稳定在2.5%以下[4]，中小型选煤厂可接入省级选煤风险云平台，实现监测信息共享，减少资金投入。其局限性为：卫星网络月租约2000元，需政府补贴支持偏远地区洗选厂接入[2]。
5.3. 强化人员管理与培训，提升风险意识
在培训，激励和意识培养三个维度上优化员工管理，以提升风险防控能力[5]。
构建分层分类的培训机制，管理层需着重学习风险辨识技巧及应急响应程序，每半年举办1场关于最新环保法规政策要点的专题讨论[12]，操作层运用“理论融合实践”的训练方式，加强设备防护查验和煤尘防爆技能训练，借助VR模拟粉尘爆炸情境来增强风险识别水平[1]，为少数民族职工配备汉–藏等双语教材，并融入民族特色文化元素，规划手工与智能分拣相融合的实际操作实例[4]。
构建奖励体系，实施“风险管控积分制”，安全漏洞意见可换领奖金，持续3年无违规行为的员工可优先获得晋升或技能补贴[7]；携手甘肃能源化工职业学院等高校开设“高原洗选技术”专项培养班，毕业生服务满3年可减免学费，定向输送专业人才[2]。
提升风险认知教育，每月组织“风险提示日”活动且公示产业安全事故实例[8]，生产现场布置“煤尘爆燃阈值”“机械作业规范”等直观标牌，构建预防环境[5]。
5.4. 完善应急响应机制，提升处置效率
为全面提高应急响应机制的处理效能，需从完善预案编制，加强演练执行及整合资源分配着手，应制定具有针对性的应急预案[7]。
遵循“一厂一策”方针，依据本厂风险特性进行完善，并邀请行业权威人士进行评审，每年完成1次更新[5]，实施实战化应急演练，要求每季度组织设备故障应对，粉尘爆炸救援等专项活动，活动后需进行复盘总结并优化不足之处[8]。
携手地方消防及医疗单位于高原选矿厂实施跨区域联合演习，以掌握雪地道路的救援通道，并保证反应时长不超过30分钟[2]；充实应急资源库存，选矿厂需依3日用量备足浮选药剂，润滑脂等关键物品，高原地带须在乡镇层级建立应急物资中转站，储放医疗救护装备及御寒用具[4]。
构建“洗选企业–供应商–救援单位”协作网络，事故发生时实现即时信息互通，达成联合处置[7]。
6. 结论
本文通过文献调研、实地调研及定性定量分析，系统梳理了煤炭加工洗选工程的安全、环保、技术、运营四类风险，剖析了风险管控中“评估体系不健全、技术滞后、人员意识薄弱、应急机制不完善”四大问题，并提出针对性应对策略，主要结论如下：
我国煤炭洗选工程已初步建立风险管控框架，但高原/偏远地区面临特殊挑战，且中小型洗选厂因资金有限，风险防控能力较弱[2]；构建“安全–环保–技术–运营”四位一体评估体系、升级“智能化 + 场景适配”防控技术、强化“分层分类 + 民族适配”人员培训、完善“一厂一策 + 资源联动”应急机制，可有效提升风险管理成效[5]；基于山西潞安集团某洗选厂、甘肃甘南高原洗选厂、新疆准东某洗选厂的试点数据，结合中国煤炭工业协会《2024煤炭行业发展年度报告》公开统计[2]，本文提出的“四位一体评估体系”可使设备失灵发生率降低58%、粉尘爆燃风险降低62%，高原洗选厂的应急响应效率提升40%，与前文各风险管控策略的预期效果一致[8]。
本文的实践价值在于为洗选企业提供可操作的风险管理方案，尤其为西部高原地区洗选厂提供专项对策；但研究样本主要来源于大型洗选厂，中小型洗选厂的风险特征需进一步分析。未来可运用“数字孪生”技术[15]，构建洗选全流程风险模拟系统，实现风险提前识别与即时管控，助力煤炭行业清洁化、高效化、安全化发展[3]。
NOTES
*通讯作者。