百米井下到来的“呼吸自由”

　　——陕煤集团红柳林矿业公司“井下空气质量革命”示范矿井项目鉴定会侧记

　　11月12日，全国煤炭行业首个“井下空气质量革命”示范矿井——“陕北矿区煤矿井下空气净化与职业健康基础研究及关键技术装备与示范”项目鉴定会在陕煤集团红柳林矿业公司召开。中国煤炭工业协会组织中国工程院院士王双明、彭苏萍、武强、王运敏、杨春和，全国人大代表、中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮等院士、专家“云端”相聚，对项目成果进行了鉴定。项目专家组鉴定，一致认为：该项目首创性提出了“井下空气质量革命”理念，产学研用、理工医融合协同创新的矿井空气治理新模式，达到了国际领先水平，为全国煤炭行业矿井空气治理提供了示范，具有开创性、里程碑意义。

　　突破理论瓶颈，研发关键技术装备

　　“我们多次深入井下现场，系统调研分析了红柳林煤矿空气净化与职业健康保障面临的科学与工程技术难题。”全国人大代表、中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮介绍，经过前期调研，项目团队明确了红柳林矿业公司矿井空气净化与职业健康基础研究的攻关方向，为矿井粉尘高效治理和职业健康体系创建提供了科学决策依据。

　　项目以红柳林煤矿井下空气质量净化与职业健康为研究对象，围绕粉尘防控、车辆尾气治理、空气质量预警、职业健康4个方面开展6项课题攻关。通过现场实测、实验室研究、物理模拟实验、数值模拟计算“四位一体”的科研方法，理工医协同推进。

　　“课题研究，主要突破了井下受限空间污染物在风流场作用下的运移规律与机制不清，井下受限空间粉尘、车辆尾气等污染物职业危害机理不明，采掘区域粉尘高效防控技术系统性不足的理论瓶颈。”袁亮院士介绍，在此基础上，项目团队提出了井下采掘工作面区域粉尘“分源-分区-分级-分策”的精准治理理念，研发关键技术装备，形成了矿井空气治理的全新模式。

　　“‘陕北矿区煤矿井下空气净化与职业健康基础研究及关键技术装备与示范’项目，从制约矿井空气治理的理论瓶颈出发，实地调研，精准研判，为推进解决长期以来困扰煤炭行业粉尘治理难题等，提供了科学解决方案。”王双明院士表示。

　　创新成果突出，打造多项行业创举

　　据袁亮院士介绍，该项目取得了多项突出成果。制定地方标准1项，修订国家标准3项，申请各类专利40余件;获授权国际发明专利1项，国家发明专利36件，实用新型专利4件，授权软件著作权5项。新研发装备取得产品安标证书、防爆证书16件。同时，项目专注学术理论研究，在国内外期刊发表高水平学术论文71篇，为煤炭行业矿井粉尘治理和职业健康基础研究提供了强有力的学术理论支撑。

　　项目以25211综采工作面为原型，自主研制了国内外首台受限空间空气污染物运移大尺度物理模拟平台，实现综采工作面截割、移架产尘和车辆尾气排放大尺度、拟姿态、全过程真实模拟，研究揭示了采煤工作面受限空间粉尘运移演化规律。

　　基于“分源-分区-分级-分策”治理理念，研发了一套适用于煤矿井下采煤区域全生产链的粉尘高效防控新技术与装备，解决了大采高综采工作面煤机产尘量大、尘源多而分散、煤尘润湿性差的治理难题。依据“主源主治，逢源必治”粉尘治理新方法，开发了连采掘进工作面控-除-阻-捕-降尘系列装置，形成连采掘进工作面粉尘分源分级高效净化技术体系。

　　在煤矿井下燃油车辆排放物净化关键技术及装备课题研究方面，揭示了井下燃油车污染物生成机理及受限空间运移规律，开发了首套以尾气排放量为调度依据的井下燃油车组合运行优化系统，降低了井下燃油车尾气污染物的排放量，有效提高了井下作业环境空气质量。

　　“我们开发了国内首套井下空气质量在线监测与智能预警系统，实现了井下空气质量长短期预测预警。同时，采用多组学技术检测生物样本，筛选出适用于煤矿职业病早期损害诊断的生物标志物，实现职业病早期预警。”安徽理工大学教授王百顺介绍。此外，基于红柳林煤矿员工健康体检指标、问卷调查和血尿生物标本，建立了1531名521个指标的人群队列和血尿“生物银行”，填补了国内煤矿粉尘人群队列研究中的多项空白。

　　注重成果转化，达到国际领先水平

　　两年来，为了加快推进项目落地，红柳林矿业公司联合安徽理工大学袁亮院士团队，积极构建产学研用深度融合创新体系，专班推进井下空气质量革命示范矿井建设核心关键技术装备落地实践，加速科技创新成果落地转化，在红柳林矿业公司公司井下25212综采工作面、15219连采掘进工作面进行推广应用，取得了显著成效。

　　经过现场测试，采煤区域呼尘降尘率85.50%，总尘降尘率91.20%，连采掘进工作面呼尘降尘效率≥86.4%，全尘降尘率≥91.30%，矿井采掘区域空气质量明显改观。井下燃油车尾气排放空气污染物治理成效突出，在180℃下CO、HC平均净化效率>80%，碳烟吸光系数从1.0%下降到0.1%，净化后碳烟达到GB/T36886-2018要求。

　　“经过两年的创新实践，项目取得了重大突破。此次项目成果鉴定，充分肯定了我们两年来所取得的成绩。下一步，我们将在此次研究成果的基础上，持续深化‘井下空气质量革命’理念，创新推动项目成果高质量转化应用，进一步从采掘工作面推广至全矿井。到2025年，全面形成面向整个煤炭行业可供复制、借鉴的‘红柳林’经验，让百米井下实现‘呼吸自由’成为千百万矿工的福音。”红柳林矿业公司党委书记、董事长张宏说。

　　“红柳林矿业公司所开展的‘井下空气质量革命’打造了多项创举，实现了矿井空气治理的多个理论瓶颈突破，形成了许多国内外领跑经验，为煤炭行业矿井空气治理及职业健康基础研究打开了一扇新的窗户。项目研究成果达到了国际领先水平，可在全国类似矿井广泛推广应用，在隧道工程、地下国防工事等也具有广泛的应用前景。”中国煤炭工业协会科技发展部主任曹文君表示。(宁昕赵义元 孙国伟)