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迭代跨越 技术突围 于变局中开新局——红柳林矿业公司“井下空气质量革命”示范矿井建设巡礼之一

 矿尘漂浮、体力消耗大、呼吸困难……这是煤矿井下作业的特征,面对诸多风险,每一次井下作业就像是一场“长征”,在井下实现“呼吸自由”成为所有矿工的向往。2020年6月,一场事关职工健康福祉的深刻变革在红柳林矿业公司悄然发生。“井下空气质量革命”的呐喊铿锵有力,犹如平地一声惊雷,惊响了整个行业。

何谓“井下空气质量革命”?“革命”两个字本身就代表着彻底、革新。“井下空气质量革命”就是要打造一种全新的矿井空气治理模式,让红柳林矿业公司、陕煤集团乃至全国煤炭行业几百万矿工呼吸到新鲜空气,从源头上治理,改善作业环境,将发展观念从“关注职工生命安全”转变为“关爱职工身体健康”,全周期保障职工身体健康,让所有煤炭人的向往变成现实。

 

 

 

 

理念

持续发展中深耕厚植

2020年,红柳林矿业公司携手安徽理工大学袁亮院士团队,联合中国矿业大学、山东科技大学、华中科技大学、长安大学、中国安全生产科学研究院、平安煤炭开采工程技术研究院、合肥智慧环境研究院等院校、科研单位,在经历数次可行性论证的基础之上,提出了“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”项目研究,从“井下受限空间污染物理化性质及分布运移基础研究”“采煤区域粉尘分源高效防控技术及装备”等6项课题攻关,从突破陕北矿区矿井空气污染物防控的理论瓶颈出发,研发井下空气污染物防控关键技术与装备,开启了“井下空气质量革命”示范矿井创建的先行示范,成为行业的开拓者、奠基者。

从改善矿井粉尘防治综合措施,到淘汰落后技术工艺,引进关键装备;从源头治理到加强职工个体防护,红柳林矿业公司深耕矿井粉尘防治领域十余年,探寻出了一条装备革新、技术突破,边治边用、以用促治的高效治理之路,为后来破局突围奠定了基础。正如该公司党委书记、董事长张宏所言,没有前期的探索实践,打通矿井空气治理的“大动脉”,“井下空气质量革命”从零开始必将更加艰难。

确切地说,红柳林矿业公司的“井下空气质量革命”始于建矿之初。2011年红柳林矿业公司竣工验收,正式投产,综合机械化率达100%,综合单产单进、全员工效等各项生产指标在行业处于先进,创造了当年投产、当年达标、当年回本的“红柳林速度”。速度的背后,有着先人一步的理念认识,“发展的同时也要给职工有更多的人文关怀”。对于煤矿职工而言,最直接的关怀无疑是对从业者劳动健康的重视。

 

 

 

 

探究

上下求索中砥砺前行

该公司综合机械化水平高,生产速度快,井下割煤、掘进、转载、运输等过程产尘量大,高效控制生产尘源,降低作业场所粉尘浓度,是保障职工职业健康安全重要环节。

如何有效降低生产作业粉尘?深化源头治理是该公司的第一“着眼点”。2012年到2020年的9年时间里,该公司在持续推进智能化综采工作面建设过程中,同时着力于推进综采工作面防尘与智能装备的深度融合。

从2012年建成全国首个7米大采高智能化综采工作面起,到2020年该公司先后建成了9个智能化综采工作面,构建了“自主移架+记忆割煤+跟机干预+集中控制”等多个智能化开采场景,采煤机司机、转载机司机等岗位得以从高强度、高风险作业场景中释放出来,远离了高浓度的粉尘作业环境,职工生命健康得到了进一步保障。

2018年,智能化综采工作面配套使用的新型喷雾除尘控制系统在该公司投入使用,实现了支架自动跟机喷雾,解决了采煤机及支架原喷雾装置降尘范围小,效果差的实际问题,有效降低了工作面粉尘浓度。

此外,受煤层赋存条件及采煤工艺的影响,工作面采煤产尘量也不尽相同。基于这一点,2017年该公司在对采区煤层结构充分研判之后,创新研发了“大采高平刀斜进刀采煤工艺”。“采煤工艺的突破,使回采效率在传统工艺上提高了30%,平刀斜进刀的截割方式,通过控制采煤机滚筒转速进行深截割,工作面煤尘浓度得到了有效控制。”该公司生产技术中心负责人介绍。

“掘进工作面生产条件复杂多变,粉尘防治问题同样是一大难题。”该公司党委副书记、总经理常波峰说,“为了解决这一困扰,我们在普通煤巷、岩巷粉尘防治技术的基础上,尝试了多种解决办法……”在每个掘进工作面加装了风水联动增压喷雾降尘装置,应用湿式负压诱导式除尘风机、气雾二相喷雾技术等装备技术,构建了岩巷全负压通风系统。在此基础上,引入了化学抑尘的新概念,在喷雾中加入了矿用粉尘抑制剂,使煤炭和灰尘表面形成一层网状固化层,有效抑制了工作面扬尘。

采煤工艺优化、煤层注水减尘,铺设防尘网、全断面喷雾降尘,更新换代防尘口罩,建立职业健康监测档案,职业健康体检100%全覆盖,数十余次职业健康调研,科学合理制定劳动防护用品配备标准,因时因势制定职业病防治措施。多年来,该公司逐渐形成了源头控制、过程减量、末端防护的高效职业病防治体系,有效降低了职业病发病率,保护了职工生命健康。

 

 

 

嬗变

革故鼎新中焕然新生

从以往实践来看,无论是采取矿井负压式通风方式,还是利用化学抑尘技术,均起到了一定的作用。但这种效果是局部的,对于整个矿井空气质量而言并没有明显改善。更为关键的是除生产区域外,辅助运输环节也会产生大量扬尘,矿井空气治理问题依然面临不少困难和挑战。矿井持续生产作业,也使得粉尘治理陷入“治理、反复、再治理、再反复”的怪圈。

在此背景下,一种全新的思考方式在该公司不断展开。“实现单一防尘技术手段向多样复合技术转变”“辅助运输车辆尾气污染,二次扬尘也是症结所在”“基于大数据、5G信息技术搭建作业场所粉尘浓度职业健康监测平台”“分区域、分区段、分级分策构建全矿井、全时段、闭环管理的粉尘治理体系”,不同的观点、思维火花相互碰撞,一种全新的空气净化模式呼之欲出。

张宏说:“‘井下空气质量革命’不是将原有的装备、技术进行整合,不是简单的‘1+1’,而是由‘被动治病’到‘主动保健’的根本性转变。它更具有革命性、呈现更高价值,能够起到放大、叠加、倍增作用,彻底改善困扰职工已久的‘呼吸’问题。”在张宏看来,开展“井下空气质量革命”是煤矿井下粉尘、车辆尾气等空气污染物治理的唯一路径,但这绝非易事。多层次、多场景复杂条件下的矿井空气治理问题,不仅仅是技术问题,也是产业生态问题,需要理、工、医各个专业学科的深度融合。

2020年7月11日,由安徽理工大学承担,中国工程院袁亮院士主持的“陕北矿区煤矿井下空气净化与职业健康基础理论及关键技术装备研究与示范”项目实施方案通过专家评审。该项目有来自安徽理工大学、中国矿业大学、山东科技大学、煤炭开采国家工程技术研究院、华中科技大学同济医学院的8名教授任项目跟踪专家,40名专家为项目研究骨干。

之后,袁亮院士团队一行38人来到该公司,项目工程技术人员长期驻矿开展项目攻关、课题研究,一场行业空白领域的探索之旅就此展开。这意味着,数百万矿工的殷切期盼终于迎来了美好的明天,让井下矿工呼吸到和地面一样的新鲜空气,正由梦想照进现实。(李波 秦祺 焦云鹏)

 

来源:陕煤集团