一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

近年來(lái)，國(guó)家頒布《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》、《安全生產(chǎn)“十四五”規(guī)劃》、《煤礦安全規(guī)程（2020版）》等法律法規(guī)，不斷加強(qiáng)對(duì)煤炭等行業(yè)領(lǐng)域粉塵防治的要求。開(kāi)展以防治礦工塵肺病為重點(diǎn)的煤礦粉塵危害綜合治理，對(duì)落實(shí)企業(yè)粉塵防治主體責(zé)任、減少塵肺病發(fā)病率具有重大意義。

“煤礦粉塵防治基礎(chǔ)理論與預(yù)警技術(shù)及裝備”項(xiàng)目要求結(jié)合神東礦區(qū)典型礦井實(shí)際，針對(duì)井下主要生產(chǎn)作業(yè)區(qū)粉塵污染機(jī)理不清、粉塵監(jiān)測(cè)技術(shù)不成熟等問(wèn)題，瞄準(zhǔn)粉塵時(shí)空運(yùn)移分布、呼塵連續(xù)監(jiān)測(cè)預(yù)警的理論與技術(shù)難點(diǎn)，圍繞煤礦粉塵防治基礎(chǔ)理論與預(yù)警技術(shù)及裝備開(kāi)展研究。預(yù)期實(shí)現(xiàn)采掘工作面粉塵擴(kuò)散運(yùn)移機(jī)制與個(gè)體工作環(huán)境粉塵暴露特征的可視化分析、煤礦粉塵組分快速檢測(cè)與呼塵精準(zhǔn)連續(xù)監(jiān)測(cè)預(yù)警；并構(gòu)建礦塵氣溶膠防治全尺度仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)、粉塵可視化數(shù)值計(jì)算平臺(tái)、礦井采掘面高濃度粉塵噴霧高效凈化實(shí)驗(yàn)臺(tái)。最終形成神東礦區(qū)粉塵污染機(jī)理研究與傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，建立粉塵防治基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并為其粉塵職業(yè)健康創(chuàng)新能力建設(shè)提供長(zhǎng)效機(jī)制。

二、項(xiàng)目進(jìn)展情況

（1）2022年度由項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人程衛(wèi)民教授帶隊(duì)完成了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，匯報(bào)了實(shí)施方案；與大柳塔煤礦、哈拉溝煤礦相關(guān)技術(shù)人員開(kāi)會(huì)討論，并確定了測(cè)塵工作面及具體測(cè)塵方案；測(cè)定了哈拉溝煤礦不同測(cè)點(diǎn)粉塵粒度分布，并揭示了不同測(cè)點(diǎn)變化規(guī)律。根據(jù)大柳塔52507及52606綜采工作面作業(yè)規(guī)程，通過(guò)三維建模軟件構(gòu)建了等比例物理模型，并進(jìn)行了精細(xì)化網(wǎng)格劃分，在此基礎(chǔ)上，模擬出了不同作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流場(chǎng)運(yùn)移規(guī)律與粉塵場(chǎng)擴(kuò)散規(guī)律，精準(zhǔn)得到了52507及52606工作面多塵源下的粉塵污染規(guī)律及濃度分布特征。

（2）結(jié)合人機(jī)工程學(xué)分析了掘錨司機(jī)呼吸半球內(nèi)吸氣與接塵特征，進(jìn)而模擬掘錨司機(jī)接塵后粉塵顆粒在其支氣管中的運(yùn)移與沉積規(guī)律，明確了不同粒徑顆粒在支氣管中的運(yùn)移與沉積差異性，深入探究并揭示了粉塵顆粒引發(fā)肺部病變的根本原因。

（3）突破錐形振蕩元件成型技術(shù)，完成了錐形振蕩元件迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成錐形振蕩元件材料加工測(cè)試，突破自激振蕩環(huán)路控制技術(shù)，設(shè)計(jì)數(shù)字化自激振蕩控制環(huán)路，突破振蕩頻率高精度精確測(cè)量技術(shù)，完成了TEOM傳高精度振蕩頻率測(cè)量電路設(shè)計(jì)，完成TEOM傳感器機(jī)械設(shè)計(jì)與優(yōu)化工作，完成了TEOM傳感器組裝工作。完成了顯微拉曼光譜測(cè)量平臺(tái)的搭建，完成了不同二氧化硅含量煤塵樣品的灰化工作，完成了不同二氧化硅含量灰化煤塵樣品的拉曼光譜測(cè)量工作，初步建立了不同二氧化硅含量煤塵樣品的拉曼光譜與二氧化硅含量的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型。

（4）完成了傳感器樣機(jī)制作及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，完成了基于旋風(fēng)分離原理的分離器的研究，完成了基于米氏散射理論的激光檢測(cè)單元研究，完成了流量控制系統(tǒng)的研究。調(diào)研了礦井工作面現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境情況，制定了個(gè)體呼吸性粉塵監(jiān)測(cè)儀的技術(shù)方案。構(gòu)建礦工個(gè)體呼吸性粉塵暴露監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，建立了一種個(gè)體呼吸性粉塵暴露量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)了個(gè)體累積接塵量有效評(píng)估。

                             項(xiàng)目組成員到國(guó)外考察學(xué)習(xí)         項(xiàng)目年度進(jìn)展匯報(bào)

三、項(xiàng)目解決的問(wèn)題及重大效益

國(guó)家能源集團(tuán)神東礦區(qū)煤炭資源儲(chǔ)量豐富、開(kāi)采條件好，但是煤層節(jié)理發(fā)育且脆性大、煤質(zhì)較硬、采掘機(jī)械化程度和生產(chǎn)強(qiáng)度高，造成采掘工作面產(chǎn)塵強(qiáng)度大、粉塵分散度高，井下煤塵防治難度大。煤礦井下塵源分布廣、產(chǎn)塵量大，污染大氣環(huán)境，開(kāi)展煤礦粉塵與職業(yè)健康防治關(guān)鍵技術(shù)研究，對(duì)保障生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境和職工職業(yè)健康具有重大意義，并將引領(lǐng)我國(guó)煤炭行業(yè)粉塵防治與職業(yè)健康防護(hù)科技進(jìn)步，促進(jìn)國(guó)家能源集團(tuán)建設(shè)具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的世界一流標(biāo)桿企業(yè)。