2022年11月12日，深度備受全國煤炭行業矚目的融合“陜北礦區煤礦空氣凈化與職業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公司召開。發布會上集中展示了“井下空氣質量革命”示范礦井——《陜北礦區煤礦空氣凈化與職業健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范》項目，變革“采煤區域粉塵分源高效防控技術及裝備”等6項課題研究24項創新成果，先導行業新風標志著探索兩年之久的引領“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健康危害保障取得了多項具有里程碑意義的深度成就。

 

 

變革突圍，融合擺脫行業發展困局

 

“區位優勢突出，變革煤層賦存條件好，先導行業新風安全、引領智能、深度綠色……”這是融合外界對紅柳林礦業公司的共同認識。事實上，變革近年來，先導行業新風該公司迎來了新一輪高速發展，引領但階梯式、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安全健康。其實，不單單是紅柳林礦業公司存在這樣的問題，全國煤炭行業、礦山企業都存在相似或類似的問題。

 

“企業在自身高質量發展的同時更要讓職工共享企業發展紅利，對于煤炭企業職工而言，企業關注關愛職工生命健康是最大的幸福。創建‘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。”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，創建“井下空氣質量革命”示范礦井——《陜北礦區煤礦空氣凈化與職業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，研發空氣凈化關鍵技術與裝備，建立一套煤礦職業健康危害保障體系，實現理論和技術“雙突破”，進而推動井下空氣質量和職工工作環境發生根本性轉變。這對于保障煤炭企業職工生命健康、促進安全生產、提高經濟效益具有重要的實用價值與現實意義。

 

 

深度融合，產學研用一體推進

 

“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。袁亮院士團隊聯合西安交通大學、中國礦業大學、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“陜北礦區煤礦空氣凈化與職業健康基礎研究”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律與機制;井下受限空間粉塵、車輛尾氣等污染物職業危害機理。

 

4項關鍵技術：即采掘區域粉塵“分源-分區-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危害防護技術與職業健康保障技術;井下空氣質量在線監測與智能預警技術。

 

簡單來說，就是在充分研究井下粉塵運移規律的基礎上，研發關鍵技術裝備，構建井下空氣質量監測監控平臺，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，項目要經歷現場實測、規律分析—實驗數值與物理模擬—技術裝備、平臺研發—現場應用優化改進—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，更是首次聯合多家科研院校，采用產學研用、理工醫融合協同創新模式”，該公司黨委書記、董事長張宏表示，“井下空氣質量革命”，在于發揮高水平理念創新的先行者優勢，在于打造具有革命性的科學理論突破，按照實現“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。

 

 

成果斐然，引領行業發展風向

 

項目鑒定會所展示的24項創新成果，創造了多個國內外“首次”“首套”。首次提出煤礦井下空氣質量革命理念和井下采、掘工作面區域粉塵“分源—分區—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”，為煤礦職業病預防提供了科學依據;開發了國內首套尾氣排放預測與井下燃油車組合運行優化系統，實現了基于井下燃油車尾氣排放量的燃油車優化調度;研發了國內首套井下空氣質量在線監測與智能預警系統，實現了井下區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。研發了一套適用于煤礦井下采煤區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，開發了連采掘進工作面控-除-阻-捕-降塵系列裝置。經現場測試，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%，實現了粉塵分源防治;針對全巷道逸散塵源，開發了7套巷道全斷面自動紅外感應霧幕降塵系統，單套噴霧系統后方10m處呼塵降塵率達58%，實現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病機理以及肺部纖維化發病機理。從慢性小鼠矽肺模型，揭示了矽塵暴露誘導肺部纖維化發病機理，對于職業病的早期預防起到了積極作用。

 

隨著“井下空氣質量革命”的創新突破，在全國煤炭行業空氣治理領域，一種科研攻關，理工醫多個學科融合到技術裝備創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”打造了多項創舉，實現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新案例和實踐經驗，為煤炭行業礦井空氣治理及職業衛生健康體系的建立貢獻了“陜煤智慧”和“紅柳林力量”，成功引領行業發展“新風向”。(李波、秦祺、寧昕)