11月12日，全國煤炭行業(yè)首個“井下空氣質量革命”示范礦井——“陜北礦區(qū)煤礦井下空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范”項目鑒定會在陜煤集團紅柳林礦業(yè)公司召開。中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織中國工程院院士王雙明、彭蘇萍、武強、王運敏，中國科學院院士楊春，全國人大代表、中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮等院士、專家“云端”相聚，對項目成果進行了鑒定。項目專家組鑒定，一致認為：該項目首創(chuàng)性提出了“井下空氣質量革命”理念，產學研用、理工醫(yī)融合協(xié)同創(chuàng)新的礦井空氣治理新模式，達到了國際領先水平，為全國煤炭行業(yè)礦井空氣治理提供了示范，具有開創(chuàng)性、里程碑意義。

突破理論瓶頸，研發(fā)關鍵技術裝備

“我們多次深入井下現(xiàn)場，系統(tǒng)調研分析了紅柳林煤礦空氣凈化與職業(yè)健康保障面臨的科學與工程技術難題。”全國人大代表、中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮介紹，經過前期調研，項目團隊明確了紅柳林礦業(yè)公司礦井空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究的攻關方向，為礦井粉塵高效治理和職業(yè)健康體系創(chuàng)建提供了科學決策依據(jù)。

項目以紅柳林煤礦井下空氣質量凈化與職業(yè)健康為研究對象，圍繞粉塵防控、車輛尾氣治理、空氣質量預警、職業(yè)健康4個方面開展6項課題攻關。通過現(xiàn)場實測、實驗室研究、物理模擬實驗、數(shù)值模擬計算“四位一體”的科研方法，理工醫(yī)協(xié)同推進。

“課題研究，主要突破了井下受限空間污染物在風流場作用下的運移規(guī)律與機制不清，井下受限空間粉塵、車輛尾氣等污染物職業(yè)危害機理不明，采掘區(qū)域粉塵高效防控技術系統(tǒng)性不足的理論瓶頸。”袁亮院士介紹，在此基礎上，項目團隊提出了井下采掘工作面區(qū)域粉塵“分源-分區(qū)-分級-分策”的精準治理理念，研發(fā)關鍵技術裝備，形成了礦井空氣治理的全新模式。

“‘陜北礦區(qū)煤礦井下空氣凈化與職業(yè)健康基礎研究及關鍵技術裝備與示范’項目，從制約礦井空氣治理的理論瓶頸出發(fā)，實地調研，精準研判，為推進解決長期以來困擾煤炭行業(yè)粉塵治理難題等，提供了科學解決方案。”王雙明院士表示。

創(chuàng)新成果突出，打造多項行業(yè)創(chuàng)舉

據(jù)袁亮院士介紹，該項目取得了多項突出成果。制定地方標準1項，修訂國家標準3項，申請各類專利40余件;獲授權國際發(fā)明專利1項，國家發(fā)明專利36件，實用新型專利4件，授權軟件著作權5項。新研發(fā)裝備取得產品安標證書、防爆證書16件。同時，項目專注學術理論研究，在國內外期刊發(fā)表高水平學術論文71篇，為煤炭行業(yè)礦井粉塵治理和職業(yè)健康基礎研究提供了強有力的學術理論支撐。

項目以25211綜采工作面為原型，自主研制了國內外首臺受限空間空氣污染物運移大尺度物理模擬平臺，實現(xiàn)綜采工作面截割、移架產塵和車輛尾氣排放大尺度、擬姿態(tài)、全過程真實模擬，研究揭示了采煤工作面受限空間粉塵運移演化規(guī)律。

基于“分源-分區(qū)-分級-分策”治理理念，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，解決了大采高綜采工作面煤機產塵量大、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)了連采掘進工作面控-除-阻-捕-降塵系列裝置，形成連采掘進工作面粉塵分源分級高效凈化技術體系。

在煤礦井下燃油車輛排放物凈化關鍵技術及裝備課題研究方面，揭示了井下燃油車污染物生成機理及受限空間運移規(guī)律，開發(fā)了首套以尾氣排放量為調度依據(jù)的井下燃油車組合運行優(yōu)化系統(tǒng)，降低了井下燃油車尾氣污染物的排放量，有效提高了井下作業(yè)環(huán)境空氣質量。

“我們開發(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)了井下空氣質量長短期預測預警。同時，采用多組學技術檢測生物樣本，篩選出適用于煤礦職業(yè)病早期損害診斷的生物標志物，實現(xiàn)職業(yè)病早期預警。”安徽理工大學教授王百順介紹。此外，基于紅柳林煤礦員工健康體檢指標、問卷調查和血尿生物標本，建立了1531名521個指標的人群隊列和血尿“生物銀行”，填補了國內煤礦粉塵人群隊列研究中的多項空白。

注重成果轉化，達到國際領先水平

兩年來，為了加快推進項目落地，紅柳林礦業(yè)公司聯(lián)合安徽理工大學袁亮院士團隊，積極構建產學研用深度融合創(chuàng)新體系，專班推進井下空氣質量革命示范礦井建設核心關鍵技術裝備落地實踐，加速科技創(chuàng)新成果落地轉化，在紅柳林礦業(yè)公司公司井下25212綜采工作面、15219連采掘進工作面進行推廣應用，取得了顯著成效。

經過現(xiàn)場測試，采煤區(qū)域呼塵降塵率85.50%，總塵降塵率91.20%，連采掘進工作面呼塵降塵效率≥86.4%，全塵降塵率≥91.30%，礦井采掘區(qū)域空氣質量明顯改觀。井下燃油車尾氣排放空氣污染物治理成效突出，在180℃下CO、HC平均凈化效率>80%，碳煙吸光系數(shù)從1.0%下降到0.1%，凈化后碳煙達到GB/T36886-2018要求。

“經過兩年的創(chuàng)新實踐，項目取得了重大突破。此次項目成果鑒定，充分肯定了我們兩年來所取得的成績。下一步，我們將在此次研究成果的基礎上，持續(xù)深化‘井下空氣質量革命’理念，創(chuàng)新推動項目成果高質量轉化應用，進一步從采掘工作面推廣至全礦井。到2025年，全面形成面向整個煤炭行業(yè)可供復制、借鑒的‘紅柳林’經驗，讓百米井下實現(xiàn)‘呼吸自由’成為千百萬礦工的福音。”紅柳林礦業(yè)公司黨委書記、董事長張宏說。

“紅柳林礦業(yè)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理論瓶頸突破，形成了許多國內外領跑經驗，為煤炭行業(yè)礦井空氣治理及職業(yè)健康基礎研究打開了一扇新的窗戶。項目研究成果達到了國際領先水平，可在全國類似礦井廣泛推廣應用，在隧道工程、地下國防工事等也具有廣泛的應用前景。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技發(fā)展部主任曹文君表示。(寧昕趙義元 孫國偉)