2021年1月，在紅柳林礦業(yè)公司，我們見到了一份讓人耳目一新的報(bào)告：《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(xiàng)目。合同總費(fèi)用5012.26萬元。這表明，2020年6月開始籌劃的“井下空氣質(zhì)量革命”示范礦井創(chuàng)建，終于迎來了突破。
打造全國首個(gè)“井下空氣質(zhì)量革命”示范礦井。在煤炭行業(yè)，關(guān)于這一領(lǐng)域的研究尚屬空白，出發(fā)點(diǎn)在哪里?關(guān)鍵點(diǎn)在哪里?如何從根本上解決礦井空氣污染問題?在紅柳林礦業(yè)公司“井下空氣質(zhì)量革命”示范礦井的實(shí)踐中，我們找到了答案。
“關(guān)鍵要解決井下粉塵、燃油車輛尾氣等空氣污染問題，建立有效的煤礦粉塵、燃油車輛尾氣等職業(yè)有害因素的識(shí)別與防治體系，通過搭建平臺(tái)實(shí)現(xiàn)井下空氣質(zhì)量在線監(jiān)測和智能預(yù)警，提高空氣凈化水平，真正讓職工在井下也能呼吸到和地面一樣的新鮮空氣。”該公司黨委副書記、總經(jīng)理常波峰表示。
項(xiàng)目成立后，袁亮院士團(tuán)隊(duì)以課題組為單位，以紅柳林礦業(yè)公司25210綜采工作面和25211掘進(jìn)工作面為依托，進(jìn)行了深入的調(diào)研。“以25210智能化綜采工作面為例，采煤機(jī)區(qū)域粉塵濃度占比超過50%，液壓支架行人側(cè)粉塵濃度占比約為24.4%，回風(fēng)巷區(qū)域粉塵濃度占比約為6.79%。”安徽理工大學(xué)唐明云教授透露，礦井粉塵高效防控的難點(diǎn)在于礦井空氣污染問題復(fù)雜，缺乏針對(duì)性，沒有形成分區(qū)域、分層級(jí)、分源頭的空氣凈化體系，缺乏關(guān)鍵技術(shù)支撐。
從《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(xiàng)目報(bào)告中來看，“井下空氣質(zhì)量革命”所開展的“井下受限空間污染物理化性質(zhì)及分布運(yùn)移基礎(chǔ)研究”“采煤區(qū)域粉塵分源高效防控技術(shù)及裝備”等6項(xiàng)課題研究，旨在于建立適用于礦井全要素生產(chǎn)場景的空氣凈化體系，突破了以往礦井負(fù)壓式通風(fēng)、濕式除塵風(fēng)機(jī)、全斷面噴霧等降塵措施的局限性，對(duì)于煤礦井下粉塵、車輛尾氣等空氣污染物的有效治理及礦工職業(yè)健康的保障意義重大。
精準(zhǔn)施策：項(xiàng)目預(yù)期成效顯著
路徑已經(jīng)明確，關(guān)鍵在于怎么實(shí)施。“作為全國首個(gè)開展‘井下空氣質(zhì)量革命’的礦井，空氣質(zhì)量革命的成效，承載著煤炭行業(yè)和數(shù)百萬礦工新期待，因此在項(xiàng)目實(shí)施上，我們做了很多探索實(shí)踐。”該公司黨委書記、董事長張宏介紹，項(xiàng)目擬結(jié)合紅柳林礦井工程實(shí)際，采用現(xiàn)場實(shí)測、實(shí)驗(yàn)室研究、物理模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬計(jì)算等“四位一體”科研方法，通過理工醫(yī)學(xué)科融合，開展礦井空氣凈化與職業(yè)健康基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)裝備研究與示范，計(jì)劃2年內(nèi)完成該項(xiàng)目。
項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)在于建成陜北礦區(qū)井下職業(yè)健康保障體系綜合集成示范工程;建立1個(gè)典型礦井綜采工作面的粉塵防治示范應(yīng)用工程，采掘面總塵降塵率達(dá)90%以上，呼塵降塵率達(dá)到85%以上;實(shí)現(xiàn)井下燃油車尾氣高效凈化，在180℃下CO轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%、CH轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%;排氣煙度光吸收系數(shù)小于1.61、林格曼黑度I級(jí)，達(dá)到國家《非道路柴油移動(dòng)機(jī)械排氣煙度限值及測量方法》標(biāo)準(zhǔn);構(gòu)建井下空氣質(zhì)量在線監(jiān)控與智能預(yù)警平臺(tái)。
開展井下空氣質(zhì)量革命，歸根結(jié)底在于改善作業(yè)環(huán)境，保障煤礦從業(yè)人員的職業(yè)健康。2020年項(xiàng)目初期，紅柳林礦業(yè)公司就已經(jīng)完成了生產(chǎn)區(qū)隊(duì)不同作業(yè)現(xiàn)場職業(yè)有害因素的識(shí)別，對(duì)1531名礦工職業(yè)健康情況進(jìn)行了調(diào)研，開展早期健康指標(biāo)篩選與預(yù)測預(yù)警研究。與此同時(shí)，課題組經(jīng)過多次討論，形成了3套適合不同粉塵和汽車尾氣濃度的呼吸防護(hù)用品方案并在內(nèi)部進(jìn)行了推廣試行。
如何更加高效的進(jìn)行職業(yè)病預(yù)防，降低職業(yè)病發(fā)病率?“以長期困擾煤礦職工的煤肺病為例，要深入研究及尋找新的煤肺發(fā)病機(jī)制，獲得早期預(yù)防和治療方案，從而形成職業(yè)危害機(jī)理及健康保障體系。”安徽理工大學(xué)薛生教授認(rèn)為。為此，課題組構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)性煤工肺和矽肺小鼠模型，利用單細(xì)胞測序技術(shù)方法，經(jīng)過30余次細(xì)胞動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，得到了煤塵誘導(dǎo)肺部炎癥和纖維化的機(jī)制及維生素D干預(yù)治療的效果和潛在機(jī)制。這一關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，有效預(yù)防了粉塵暴露所致的肺部損傷。
經(jīng)過兩年多的不斷實(shí)踐，紅柳林礦業(yè)公司“井下空氣質(zhì)量革命”取得了多個(gè)標(biāo)志性成果。2022年5月，在采煤、掘進(jìn)區(qū)域粉塵分源高效防控技術(shù)及裝備課題研究領(lǐng)域，該公司已先后完成了潤濕-凝聚復(fù)合型抑塵劑及其自動(dòng)添加裝置、截割塵源封閉式抑塵技術(shù)、巷道全斷面霧幕捕塵技術(shù)等裝備技術(shù)的研發(fā)，并在該公司25212智能化綜采工作面落地應(yīng)用。經(jīng)過測試，工作面總塵降塵率達(dá)到了72.7%，而在此之前總塵降塵率僅為42.7%，取得了良好效果。
同時(shí)，還建成了以25211智能化綜采工作面為原型的礦井受限空間多重塵源粉塵及車輛尾氣運(yùn)移物理模擬平臺(tái)。“這對(duì)分析井下粉塵和尾氣濃度的空間分布特性及關(guān)鍵影響因素起著至關(guān)重要的作用，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破。”安徽理工大學(xué)袁亮院士團(tuán)隊(duì)駐礦負(fù)責(zé)人王佰順說。
井下空氣質(zhì)量能否長期保持，實(shí)現(xiàn)井上井下實(shí)時(shí)監(jiān)控是關(guān)鍵。開展井下空氣質(zhì)量在線監(jiān)測與智能預(yù)警平臺(tái)研發(fā)是該項(xiàng)目的重要課題之一。截至7月底，該平臺(tái)已完成了監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、設(shè)備管理、綜合評(píng)價(jià)等主要功能模塊設(shè)計(jì)，以及空氣質(zhì)量指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)模型、預(yù)警模型的軟件編制。井下空氣質(zhì)量狀況分析、數(shù)據(jù)檢測實(shí)現(xiàn)了“一鍵直達(dá)”，這也是國內(nèi)首個(gè)井下空氣質(zhì)量在線監(jiān)測與智能預(yù)警平臺(tái)。
2022年8月，“掘進(jìn)區(qū)域粉塵分源高效防控技術(shù)及裝備”(課題三)，連采機(jī)外置濕式旋流除塵器優(yōu)化及總體降塵效果考察完成100%，研究報(bào)告及其他結(jié)題材料已完成75%，總體項(xiàng)目完成97%，論文、專利等完成100%，為推進(jìn)“井下空氣質(zhì)量革命”邁入“深水區(qū)”，提供了強(qiáng)有力的理論技術(shù)支撐和裝備保障。
“結(jié)果出來了，掘進(jìn)過程中總降塵率達(dá)到80%以上，呼塵降塵率達(dá)到70%以上，完全實(shí)現(xiàn)了我們的預(yù)期目標(biāo)。”8月26日，是該公司15218掘進(jìn)工作面“掘進(jìn)區(qū)域粉塵分源高效防控技術(shù)裝備”試運(yùn)行的第21天。經(jīng)過三周的運(yùn)行，最終測試結(jié)果令現(xiàn)場所有人欣喜不已。
從2020年“井下空氣質(zhì)量革命”的鏗鏘吶喊，到今天百米井下呼吸新鮮空氣的生動(dòng)寫實(shí)。兩年來，紅柳林礦業(yè)公司不斷探索前行，聚合多家科研院所、院士團(tuán)隊(duì)科研力量，進(jìn)行課題研討、項(xiàng)目攻關(guān)，成果豐碩、成效喜人。“井下空氣質(zhì)量革命”示范礦井的創(chuàng)新實(shí)踐，必將造福陜煤集團(tuán)乃至全國煤炭行業(yè)全體礦工。同時(shí)，也為同行業(yè)未來發(fā)展探索出了一條新路徑。(李波、秦祺、孫國偉)
責(zé)任編輯： 江曉蓓
標(biāo)簽：陜煤集團(tuán),紅柳林礦業(yè)公司
煤炭
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