“把職工健康放在首位，將觀念從關注職工生命安全轉變為關愛職工身體健康，全周期保障職工身體健康。”這是陜煤集團陜北礦業紅柳林公司黨委書記、董事長張宏經常掛在嘴邊的一句話。

以此為目標，紅柳林公司從2020年6月起，與中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮的團隊合作，開展了“陜北礦區礦井空氣凈化與職業健康基礎理論及關鍵技術裝備研究與示范”項目。

勇于擔當：從“被動治病”到“主動保健”

從2012年建成全國首個7米大采高智能化綜采工作面起，紅柳林公司先后建成了9個智能化綜采工作面。現在，該公司采煤機械化程度高達100%，掘進機械化程度達到90%。

目前，該公司主要生產系統實現了遠程集中控制，輔助生產系統實現了現場監測的可視化和智能化遠程集中控制，控制率達100%。固定崗位人員大幅減少，機房和硐室形成了“有人巡檢、無人值守”模式。

智能化采煤模式的大面積推行和井下工人的不斷減少，使井下擁有新鮮空氣成為可能。并且，該公司完全具備打造“行業第一、世界一流”現代化煤炭企業的條件。從“被動治病”到“主動保健”，紅柳林公司領導班子把推進職業病源頭治理提上了重要議事日程。

“越到關鍵時刻，越要擔當作為。我們將對井下空氣質量問題進行攻關，打造首個井下擁有新鮮空氣的礦井，為陜煤集團乃至煤炭行業高質量發展做出新貢獻。”張宏表示。

“十四五”期間，如何實現“行業第一、世界一流”現代化煤炭企業目標成為紅柳林公司面臨的問題。張宏堅信，只有走出一條新路子，才會有所突破。紅柳林公司將通過創建“智能協同、井下空氣質量革命、綠色立體生態”示范礦井，實現企業愿景。

對于紅柳林公司來說，井下空氣質量革命是打造現代化煤炭企業過程中，踐行以人為本理念的具體實踐。開展井下空氣革命就是要解決井下粉塵、燃油車輛尾氣等空氣污染問題，讓職工在井下呼吸到新鮮空氣，讓采煤成為受人尊重的職業。

合作攻關：實現理工醫學科大融合

紅柳林公司煤炭年產量1500萬噸，智能化程度高、生產速度快，井下割煤、掘進、轉載、運輸等過程產塵量大，井下粉塵危害較為嚴重。

目前，紅柳林公司井下采掘面現有的防塵技術較為單一。雖然先后采取了礦井負壓式通風、濕式除塵風機、全斷面噴霧等一系列降塵措施，但紅柳林公司認為，這還遠遠不夠。加上井下車輛尾氣污染物的存在，井下空氣污染問題更加復雜，空氣污染物防控工作更加艱巨。

2020年7月11日，由安徽理工大學承擔、袁亮院士主持的“陜北礦區礦井空氣凈化與職業健康基礎理論及關鍵技術裝備研究與示范”項目實施方案通過了專家評審。

中國工程院院士金智新等專家認為，項目擬結合紅柳林礦區等典型礦井工程實際，采用現場實測、實驗室研究、物理模擬實驗、數值模擬計算“四位一體”的科研方法，通過理工醫學科融合，開展礦井空氣凈化與職業健康基礎理論及關鍵技術裝備研究與示范。這對提高井下空氣質量，改善作業環境，保障煤礦從業人員職業健康具有重要意義。

之后，袁亮院士團隊聯合西安交通大學、中國礦業大學、華中科技大學、山東科技大學、煤炭開采國家工程技術研究院5家科研院所，一行38人來到了紅柳林公司。

目標有多大，責任就有多大。紅柳林公司黨委副書記、總經理常波峰提出：要分區域、分區段、分級分策進行研究，充分應用新材料、新技術、新裝備，形成全礦井、全時段、閉環管理的煤礦空氣凈化體系和作業流程。要加強跨界學習，將其他領域的新技術、新成果應用到項目研究中來。

項目部成立后，以課題組為單位，落實了項目啟動、課題對接、安全培訓等活動。該項目計劃2年內完成，支出預算合計5012.26萬元，包括設備費、材料費、測試化驗加工費、國際合作與交流費等。

來自安徽理工大學、中國礦業大學、山東科技大學、煤炭開采國家工程技術研究院、復旦大學附屬腫瘤研究所、華中科技大學同濟醫學院的8名教授任項目跟蹤專家，40名專家為項目研究骨干。

成果初現：對于研發落地充滿期待

“我們對井下空氣凈化與職業健康基礎研究效果充滿期待。”紅柳林公司總工程師苗彥平充滿信心地說。

苗彥平表示，粉塵防控與尾氣治理是職業安全健康監管工作的重點，完善的降塵措施及空氣質量在線監測與智能預警平臺的建設與投運，必將從源頭上改善井下空氣質量，最大限度地預防和減少職業病危害。

該項目《2020年工作進展報告》顯示，以紅柳林公司25210綜采工作面和25211、25212掘進工作面為依托，項目團隊已摸清底細，有了相關研究的初步成果。

該項目設置多個研究課題，包括井下受限空間污染物分布運移及演化基礎研究、掘進區域粉塵分源高效防控技術及裝備研究、燃油車輛排放物凈化關鍵技術及裝備研究、職業危害機理及健康保障體系研究及井下空氣質量在線監測與智能預警平臺建設研究等課題。

目前，上述多個研究課題進展順利。其中，在井下受限空間污染物分布運移及演化基礎研究課題方面，項目組開展了井下主要大巷及采掘實驗工作面粉塵及車輛尾氣濃度分布、采掘實驗工作面多源粉塵基礎理化性質、采掘實驗工作面風流與粉塵耦合流動矢量流線、粉塵流動擴散規律研究，進行了采煤工作面風流場作用下粉塵與車輛尾氣耦合運移物理模擬試驗平臺、噴霧降塵實驗系統方案設計等工作。

此外，項目組已構建激光多普勒噴霧降塵仿真實驗平臺;建立了皮帶運輸和轉載物理模型;設計了靈敏度可調節的皮帶觸控傳感裝置;摸清了捕塵網結構對過濾阻力和捕塵效率的影響規律。

在掘進區域粉塵分源高效防控技術及裝備研究課題方面，項目組得到了煤塵的潤濕性程度數據，并在分子層面創建了煤塵分子;建立了噴霧物理及數值模擬模型;得出軌道式高效濕式除塵器的理論構造;研發了掘進工作面多向分控風流阻隔塵技術，生成多向旋流風幕產生裝置三維模型結構圖，得出多向分控風流阻隔塵機理;確定了巷道全斷面霧幕捕塵裝置的研究方案及現場安裝應用方案。

在燃油車輛排放物凈化關鍵技術及裝備研究課題方面，項目組已開展目前井下國Ⅱ和國Ⅲ標準燃油車輛尾氣初排放量對比測試分析;完成了碳氫催化轉化催化劑制備，實現了甲烷的高效轉化;完成了燃油車發動機尾氣污染物排放量實驗系統設計。

在職業危害機理及健康保障體系研究課題方面，項目組已完成紅柳林煤礦井下職業有害因素的識別;構建了實驗性煤工塵肺和矽肺小鼠模型;研發了一種快速有效的從含粉塵細胞懸液中分離細胞的技術;發現了肺纖維化巨噬細胞新標志物。

在井下空氣質量在線監測與智能預警平臺建設研究課題方面，項目組已完成氮氧化物等傳感器的選型，相關電源、備用電源設計及安標申請，監控分站電路板制板，平臺基本功能規劃與數據庫設計等工作。

預期創新：首個井下新鮮空氣礦井

“陜北礦區礦井空氣凈化與職業健康基礎理論及關鍵技術裝備研究與示范”項目執行負責人、安徽理工大學教授薛生介紹，該項目將在多個方面取得創新成果。這些成果為：礦井受限空間粉塵和車輛尾氣耦合運移規律;綜采面分源分級分區分策控降塵科學構思與技術;綜采面支架區域負壓引射控除塵技術;掘進區域氣液聯動吸風射流抽塵降塵技術;采掘區域除塵智能控制系統;燃油車排放量預測軟件系統;燃油車尾氣特殊形貌的催化劑;燃油車組合運行優化軟件系統;礦井職業有害因素暴露與健康風險關聯評價及預警系統;一種簡易的可穿戴過濾正壓通氣裝置;紅柳林礦業公司人員職業健康定制體檢計劃;礦井三維可視化空氣質量在線監控和智能預警平臺。

較為突出的項目預期成果是：建成陜北礦區井下職業健康保障體系綜合集成示范工程;建立一項典型礦井綜采工作面的粉塵防治示范應用工程，采掘面總塵降塵率達到90%以上，呼塵降塵率達到85%以上;實現井下燃油車尾氣高效凈化，在180攝氏度下一氧化碳轉化率達到70%、碳氫轉化率達到60%;排氣煙度光吸收系數小于1.61、林格曼黑度1級，達到國家《非道路柴油移動機械排氣煙度限值及測量方法》標準;構建井下空氣質量在線監控與智能預警平臺。

薛生認為，對陜北礦區乃至全國煤礦而言，井下粉塵、車輛尾氣等空氣污染物的有效治理及礦工職業健康保障意義重大。該項目對促進煤炭行業安全高效生產、提高經濟效益，同樣具有重要的實用價值與現實意義。