2022年11月12日，備受全國煤炭行業(yè)矚目的“陜北礦區(qū)煤礦空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范”項目鑒定會在紅柳林礦業(yè)公司召開。發(fā)布會上集中展示了“井下空氣質量革命”示范礦井——《陜北礦區(qū)煤礦空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范》項目，“采煤區(qū)域粉塵分源高效防控技術及裝備”等6項課題研究24項創(chuàng)新成果，標志著探索兩年之久的“井下空氣質量革命”示范礦井建設邁入了一個全新的階段，礦井空氣凈化與職業(yè)健康危害保障取得了多項具有里程碑意義的成就。
“區(qū)位優(yōu)勢突出，煤層賦存條件好，安全、智能、綠色……”這是外界對紅柳林礦業(yè)公司的共同認識。事實上，近年來，該公司迎來了新一輪高速發(fā)展，但階梯式、跨越式的增長，所帶來的弊端也逐漸凸顯。高強度的生產，產生大量的粉塵，井下空氣質量不容樂觀，嚴重威脅著礦工職業(yè)安全健康。其實，不單單是紅柳林礦業(yè)公司存在這樣的問題，全國煤炭行業(yè)、礦山企業(yè)都存在相似或類似的問題。
“企業(yè)在自身高質量發(fā)展的同時更要讓職工共享企業(yè)發(fā)展紅利，對于煤炭企業(yè)職工而言，企業(yè)關注關愛職工生命健康是最大的幸福。創(chuàng)建‘井下空氣質量革命’示范礦井就是要解決井下粉塵、燃油車輛尾氣等空氣污染問題，讓職工在井下呼吸到和地面一樣的新鮮空氣，讓礦工更加安全、幸福，讓礦工成為受人尊重的職業(yè)。”談及“井下空氣質量革命”的初衷，該公司黨委書記、董事長張宏說。
“井下空氣質量革命”示范礦井建設如何擺脫困局?“長期以來的礦井粉塵治理實踐經驗為我們指明了方向。缺乏科學的理論指導和關鍵技術裝備支撐是礦井粉塵治理難的主要因素之一。”該公司黨委副書記、總經理常波峰回憶，過去，礦井采取全斷面噴霧、化學抑塵、構建全負壓通風系統(tǒng)等一系列治理措施，治標不治本，無法徹底解決井下空氣質量問題。
基于此，創(chuàng)建“井下空氣質量革命”示范礦井——《陜北礦區(qū)煤礦空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范》項目應運而生。其目的在于突破煤礦井下空氣凈化的理論瓶頸，研發(fā)空氣凈化關鍵技術與裝備，建立一套煤礦職業(yè)健康危害保障體系，實現(xiàn)理論和技術“雙突破”，進而推動井下空氣質量和職工工作環(huán)境發(fā)生根本性轉變。這對于保障煤炭企業(yè)職工生命健康、促進安全生產、提高經濟效益具有重要的實用價值與現(xiàn)實意義。
“井下空氣質量革命”，是對原有礦井空氣治理體系的重新定義，關鍵在于解決礦井粉塵治理、車輛尾氣等突出問題。袁亮院士團隊聯(lián)合西安交通大學、中國礦業(yè)大學、華中科技大學、山東科技大學、煤炭開采國家工程技術研究院等多家科研院所專家在充分研究國內外粉塵運移理論及防治技術之后，提出了“陜北礦區(qū)煤礦空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究”亟待解決的2項科學問題及4項關鍵技術。
2項科學問題：即井下受限空間污染物在風流場作用下的運移規(guī)律與機制;井下受限空間粉塵、車輛尾氣等污染物職業(yè)危害機理。
4項關鍵技術：即采掘區(qū)域粉塵“分源-分區(qū)-分級-分策”高效防控技術;井下燃油車輛尾氣凈化技術與尾氣排放調控技術;煤礦粉塵及車輛尾氣等職業(yè)危害防護技術與職業(yè)健康保障技術;井下空氣質量在線監(jiān)測與智能預警技術。
簡單來說，就是在充分研究井下粉塵運移規(guī)律的基礎上，研發(fā)關鍵技術裝備，構建井下空氣質量監(jiān)測監(jiān)控平臺，從而形成粉塵治理的長效機制。據安徽理工大學薛生教授介紹，項目要經歷現(xiàn)場實測、規(guī)律分析—實驗數值與物理模擬—技術裝備、平臺研發(fā)—現(xiàn)場應用優(yōu)化改進—集成示范、應用推廣四個階段。
“‘井下空氣質量革命’，不單單是打破了原有的理論、裝備、技術瓶頸，更是首次聯(lián)合多家科研院校，采用產學研用、理工醫(yī)融合協(xié)同創(chuàng)新模式”，該公司黨委書記、董事長張宏表示，“井下空氣質量革命”，在于發(fā)揮高水平理念創(chuàng)新的先行者優(yōu)勢，在于打造具有革命性的科學理論突破，按照實現(xiàn)“井下呼吸自由”的基本要求，構建顛覆以往礦井空氣治理的全新體系。
項目鑒定會所展示的24項創(chuàng)新成果，創(chuàng)造了多個國內外“首次”“首套”。首次提出煤礦井下空氣質量革命理念和井下采、掘工作面區(qū)域粉塵“分源—分區(qū)—分級—分策”精準治理新方法;研制了國內外首套受限空間空氣污染物運移大尺度物理模擬平臺;建立了國內首個煤礦粉塵暴露人群隊列和“生物銀行”，為煤礦職業(yè)病預防提供了科學依據;開發(fā)了國內首套尾氣排放預測與井下燃油車組合運行優(yōu)化系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于井下燃油車尾氣排放量的燃油車優(yōu)化調度;研發(fā)了國內首套井下空氣質量在線監(jiān)測與智能預警系統(tǒng)，實現(xiàn)了井下區(qū)域空氣質量在線評價和智能預警。在礦井實際應用過程中取得了明顯成效。研發(fā)了一套適用于煤礦井下采煤區(qū)域全生產鏈的粉塵高效防控新技術與裝備，總塵降塵率91.2%，呼塵降塵率85.5%，解決了大采高綜采工作面煤機割煤產塵量大、塵源多而分散、煤塵潤濕性差的治理難題;依據“主源主治，逢源必治”粉塵治理新方法，開發(fā)了連采掘進工作面控-除-阻-捕-降塵系列裝置。經現(xiàn)場測試，總塵降塵效率達91.3%，呼塵降塵效率達86.4%;針對轉載破碎點塵源，研制了旋流式霧化噴嘴，開發(fā)了半封閉霧化降塵技術及裝備，轉載點總塵降塵率為31.95%、呼塵降塵率為24.01%，實現(xiàn)了粉塵分源防治;針對全巷道逸散塵源，開發(fā)了7套巷道全斷面自動紅外感應霧幕降塵系統(tǒng)，單套噴霧系統(tǒng)后方10m處呼塵降塵率達58%，實現(xiàn)了全巷道粉塵的高效凈化，有效改善了井下空氣質量。
在職業(yè)健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范方面，基于采集的1531名職工血液和尿液標本，建立了國內首個高質量、高標準的煤礦粉塵暴露人群隊列和“生物銀行”，填補了國內煤礦粉塵暴露人群隊列研究中的多項空白;利用離子液體結合吸附劑修飾技術，研發(fā)了塵毒高效防護口罩，阻擋率達95%、面部負擔可減少20%、呼吸阻力降低30%，解決了現(xiàn)有口罩車輛尾氣阻擋率低、呼吸阻力大、面部負擔重等難題。基于代謝組學技術、單細胞測序技術等，揭示了煤塵暴露誘導肺部炎癥的發(fā)病機理以及肺部纖維化發(fā)病機理。從慢性小鼠矽肺模型，揭示了矽塵暴露誘導肺部纖維化發(fā)病機理，對于職業(yè)病的早期預防起到了積極作用。
隨著“井下空氣質量革命”的創(chuàng)新突破，在全國煤炭行業(yè)空氣治理領域，一種科研攻關，理工醫(yī)多個學科融合到技術裝備創(chuàng)新的全新治理模式的已然到來。該公司所開展的“井下空氣質量革命”打造了多項創(chuàng)舉，實現(xiàn)了礦井空氣治理的多個的理論瓶頸突破，形成了許多領跑國內外創(chuàng)新案例和實踐經驗，為煤炭行業(yè)礦井空氣治理及職業(yè)衛(wèi)生健康體系的建立貢獻了“陜煤智慧”和“紅柳林力量”，成功引領行業(yè)發(fā)展“新風向”。(李波、秦祺、寧昕)
煤炭
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