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(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)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(zhì)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(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)裝備與示范》項目，“采煤區(qū)域粉塵分源高效防控技術(shù)及裝備”等6項課題研究24項創(chuàng)新成果，標(biāo)志著探索兩年之久的“井下空氣質(zhì)量革命”示范礦井建設(shè)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。

 

 

變革突圍，擺脫行業(yè)發(fā)展困局

 

“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(rèn)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(chǎn)，產(chǎn)生大量的粉塵，井下空氣質(zhì)量不容樂觀，嚴(yán)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(zhì)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(guān)注關(guān)愛職工生命健康是最大的幸福。創(chuàng)建‘井下空氣質(zhì)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(zhì)量革命”的初衷，該公司黨委書記、董事長張宏說。

 

“井下空氣質(zhì)量革命”示范礦井建設(shè)如何擺脫困局?“長期以來的礦井粉塵治理實踐經(jīng)驗為我們指明了方向。缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)和關(guān)鍵技術(shù)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(jīng)理常波峰回憶，過去，礦井采取全斷面噴霧、化學(xué)抑塵、構(gòu)建全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)等一系列治理措施，治標(biāo)不治本，無法徹底解決井下空氣質(zhì)量問題。

 

基于此，創(chuàng)建“井下空氣質(zhì)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(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)裝備與示范》項目應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)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(shù)“雙突破”，進(jìn)而推動井下空氣質(zhì)量和職工工作環(huán)境發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。這對于保障煤炭企業(yè)職工生命健康、促進(jìn)安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟效益具有重要的實用價值與現(xiàn)實意義。

 

 

深度融合，產(chǎn)學(xué)研用一體推進(jìn)

 

“井下空氣質(zhì)量革命”，是對原有礦井空氣治理體系的重新定義，關(guān)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(tuán)隊聯(lián)合西安交通大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、山東科技大學(xué)、煤炭開采國家工程技術(shù)研究院等多家科研院所專家在充分研究國內(nèi)外粉塵運移理論及防治技術(shù)之后，提出了“陜北礦區(qū)煤礦空氣凈化與職業(yè)健康基礎(chǔ)研究”亟待解決的2項科學(xué)問題及4項關(guān)鍵技術(shù)。

 

2項科學(xué)問題：即井下受限空間污染物在風(fēng)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(guān)鍵技術(shù)：即采掘區(qū)域粉塵“分源-分區(qū)-分級-分策”高效防控技術(shù);井下燃油車輛尾氣凈化技術(shù)與尾氣排放調(diào)控技術(shù);煤礦粉塵及車輛尾氣等職業(yè)危害防護(hù)技術(shù)與職業(yè)健康保障技術(shù);井下空氣質(zhì)量在線監(jiān)測與智能預(yù)警技術(shù)。

 

簡單來說，就是在充分研究井下粉塵運移規(guī)律的基礎(chǔ)上，研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)裝備，構(gòu)建井下空氣質(zhì)量監(jiān)測監(jiān)控平臺，從而形成粉塵治理的長效機制。據(jù)安徽理工大學(xué)薛生教授介紹，項目要經(jīng)歷現(xiàn)場實測、規(guī)律分析—實驗數(shù)值與物理模擬—技術(shù)裝備、平臺研發(fā)—現(xiàn)場應(yīng)用優(yōu)化改進(jìn)—集成示范、應(yīng)用推廣四個階段。

 

“‘井下空氣質(zhì)量革命’，不單單是打破了原有的理論、裝備、技術(shù)瓶頸，更是首次聯(lián)合多家科研院校，采用產(chǎn)學(xué)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(zhì)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(xué)理論突破，按照實現(xiàn)“井下呼吸自由”的基本要求，構(gòu)建顛覆以往礦井空氣治理的全新體系。

 

 

成果斐然，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展風(fēng)向

 

項目鑒定會所展示的24項創(chuàng)新成果，創(chuàng)造了多個國內(nèi)外“首次”“首套”。首次提出煤礦井下空氣質(zhì)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(zhǔn)治理新方法;研制了國內(nèi)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(nèi)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(yù)防提供了科學(xué)依據(jù);開發(fā)了國內(nèi)首套尾氣排放預(yù)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(diào)度;研發(fā)了國內(nèi)首套井下空氣質(zhì)量在線監(jiān)測與智能預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)了井下區(qū)域空氣質(zhì)量在線評價和智能預(yù)警。在礦井實際應(yīng)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(chǎn)鏈的粉塵高效防控新技術(shù)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(chǎn)塵量大、塵源多而分散、煤塵潤濕性差的治理難題;依據(jù)“主源主治，逢源必治”粉塵治理新方法，開發(fā)了連采掘進(jìn)工作面控-除-阻-捕-降塵系列裝置。經(jīng)現(xiàn)場測試，總塵降塵效率達(dá)91.3%，呼塵降塵效率達(dá)86.4%;針對轉(zhuǎn)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(shù)及裝備，轉(zhuǎn)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(yīng)霧幕降塵系統(tǒng)，單套噴霧系統(tǒng)后方10m處呼塵降塵率達(dá)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(zhì)量。

 

 

在職業(yè)健康基礎(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)裝備與示范方面，基于采集的1531名職工血液和尿液標(biāo)本，建立了國內(nèi)首個高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的煤礦粉塵暴露人群隊列和“生物銀行”，填補了國內(nèi)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(jié)合吸附劑修飾技術(shù)，研發(fā)了塵毒高效防護(hù)口罩，阻擋率達(dá)95%、面部負(fù)擔(dān)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(fù)擔(dān)重等難題。基于代謝組學(xué)技術(shù)、單細(xì)胞測序技術(shù)等，揭示了煤塵暴露誘導(dǎo)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(dǎo)肺部纖維化發(fā)病機理，對于職業(yè)病的早期預(yù)防起到了積極作用。

 

隨著“井下空氣質(zhì)量革命”的創(chuàng)新突破，在全國煤炭行業(yè)空氣治理領(lǐng)域，一種科研攻關(guān)，理工醫(yī)多個學(xué)科融合到技術(shù)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(zhì)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(lǐng)跑國內(nèi)外創(chuàng)新案例和實踐經(jīng)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(xiàn)了“陜煤智慧”和“紅柳林力量”，成功引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展“新風(fēng)向”。(李波、秦祺、寧昕)