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近日，從中國煤炭工業協會傳來喜報，由重慶研究院和曹家灘煤礦共同完成的《榆神礦區粉塵防治及智能管控關鍵技術及裝備研究》項目被鑒定為國際領先水平。這意味著大采高綜采、快速掘進、大煤量長距離轉載運輸粉塵防治和礦井粉塵智能管控等長期制約煤礦持續健康發展的關鍵難題在曹家灘煤礦率先得到突破，為曹家灘煤礦智能化示范礦井建設又邁出了重要一步。
直面難題 敢于突破
榆神礦區是我國重要的煤炭生產基地，擁有大量千萬噸級礦井，普遍選用大采高綜采、快速掘進生產工藝，自動化程度和生產效率極高，有力地保障了我國的能源供給，但目前井下作業區域粉塵災害嚴重卻無有效防治和管控手段，呼吸性粉塵濃度可達100mg/m3以上，衛生條件惡劣、安全保障性差、員工幸福感低，已經成為嚴重制約榆神礦區礦井高效生產和健康發展的關鍵難題。
位于榆神礦區的曹家灘煤礦是中國近年投產規模最大的煤礦之一，作為國家煤炭工業“十二五”規劃重點開發的大型煤礦示范項目單位和國家首批智能化示范建設煤礦，選用國內外最先進的采掘工藝，代表著榆神礦區煤炭先進生產力的發展方向。同時曹家灘煤礦也始終堅持高標準、高要求，敢于直面行業關鍵難題，勇于承擔社會責任，2020年曹家灘煤礦牽手重慶研究院，誓要啃下榆神礦區粉塵防治及智能管控的世界性難題。
尋診把脈 摸清塵源
“要治理粉塵就要摸清塵源在哪里，產塵規律怎么樣，抓住牛鼻子，這樣才能對癥下藥，靶向治療。” 陜西陜煤曹家灘礦業有限公司黨委書記、董事長雷亞軍在粉塵防治啟動會上說。
根據這一思路，項目組認真梳理全礦井下各個生產作業環節，圍繞“采煤、掘進、系統巷道”尋根究底，逐項細化，反復測風測塵，并建立數值模型進行推演，結合現場實際情況進行調整，最終摸清了各個作業地點產塵規律。一直以來，大采高綜采工作面的粉塵防治都是世界性難題。大采高綜采工作面采場空間大，大尺寸滾筒割煤和高落差片幫垮落沖擊產生大量的粉塵在采煤機附近聚集并擴散彌漫至整個下風流區域；降柱移架架間落塵處于人員作業區域上方，巖性細微粉塵多且擴散距離遠，污染嚴重且尚無有效治理手段；放煤易形成大塊煤炭和矸石，在轉載破碎過程中也會產生大量粉塵。但經過仔細分析發現，支架降柱移架才是最主要的塵源，占工作面總粉塵量的60-70%，對工人身體健康影響最大，一個班下來，人行通道底板煤塵超過2cm厚。
對“癥”下藥 碩果累累
通過近兩年的攻關，重慶研究院針對“采、掘、運”，首次系統性地提出了粉塵防治成套工藝，創新研制了液壓支架接塵裝置、大風量高負壓機載除塵系統等10余項關鍵裝備，開發了礦井粉塵智能監控系統，形成了榆神礦區礦井粉塵防治及智能管控關鍵技術與裝備，并取得多項創新成果：
（1）提出了“滾筒密閉噴霧降塵+機載噴霧引射控除塵+液壓支架導塵+射流噴霧隔塵凈化”的粉塵防治成套工藝，研制了滾筒包絡噴霧密閉降塵裝置、機載噴霧引射控除塵裝置、液壓支架接塵裝置、縱向霧屏隔塵凈化裝置等成套裝備，實現了滾筒割截塵源的三維霧流密閉、片幫垮落沖擊產塵的抽吸凈化、液壓支架架間落塵的隔離導移、立柱前后空間霧屏隔離和上部空間細微粉塵的高效捕集，最終實現了大采高綜采面粉塵的有效治理。
（2）研發了快掘面“立體噴霧抑塵+機載通風控除塵”的粉塵防治成套工藝，研制了兩種大風量、高負壓機載式除塵系統用于匹配當前主流快掘裝備，實現了掘錨機截割滾筒的立體噴霧密閉、高濃度含塵氣流的有序控制和高效抽吸凈化，最終實現了快掘面粉塵的有效治理，保障了快掘裝備的高效作業。
（3）研究了主運大巷“皮帶清潔+斷面噴霧+除霧捕塵網+沿程煤體潤濕”的粉塵防治成套技術，研制了無動力皮帶底部清潔裝置、波紋板除霧式斷面捕塵門等成套裝備，實現了回程皮帶表面的及時清潔、運輸煤體表面的持續保濕、巷道風流細微粉塵的噴霧沉降、以及塵霧碰撞凝并后的快速消除，有效降低了礦井主要運輸巷道內的粉塵濃度，且巷道內視線清晰無水霧。
（4）研發了礦井粉塵智能監控系統，實現了井下主要作業區域粉塵濃度的實時監測，以及基于粉塵濃度管理限值對防塵裝備運行參數的智能調控，減少人工巡檢工作量80%以上。
煤海深處 清風拂面
經過一年多的努力，曹家灘煤礦初步建成“無塵化”礦井，采掘工作面總粉塵降塵效率達到90%以上，呼吸性粉塵降塵效率在85%以上，讓近煤者不再黑，真正實現了“煤海深處，清風拂面”，有效改善了職工的作業環境，保障了一線作業人員的身心健康。
在曹家灘煤礦進入“智時代”的今天，防塵也不甘落后。依托曹家灘礦建設智能化礦井打下的堅實基礎，重慶研究院同步建成了礦井智能綜合防塵體系，實現對主要防塵設備運行工況的實時監測，讓智能防塵系統在防塵崗位上“建功立業”，超出預定范圍進行提示或者報警，提示人員及時維護，保證了設備和系統持續健康運行。
“開展智能綜合防塵體系建設以來，我們快掘工作面粉塵濃度大幅度下降，之前掘錨機司機一個班生產下來都是‘見不著人’，現在是見不著塵。” 曹家灘煤礦快掘一隊隊長車智紅笑著說。
習近平總書記強調指出，加快建設科技強國，實現高水平科技自立自強。重慶研究院將繼續踐行“致力安全科技、提升生命保障”的企業使命，著眼創新驅動，強化智慧賦能，推動煤礦粉塵防治取得更大的突破。
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