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煤矿立井井塔粉尘与高温协同治理关键技术研究与应用

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成果主要完成人

张昭喜,王德强,王明钦,张昭景,冯亮,冯宏普,高峰,刘振华,宋平,许夫鹏

项目概况

针对煤矿立井粉尘浓度高(达22 mg/m³)及夏季高温(超45℃)严重威胁工人健康,增加设备故障率并降低生产效率。传统治理模式存在粉尘燃爆风险、设备过热停机频繁、能耗高等问题。面对日益严格的法规要求和行业竞争压力,亟需创新解决方案。 东滩煤矿研发了“机理-装备-系统”三位一体的协同治理技术体系,实现了粉尘和温度的有效控制。首先,通过CFD-DPM结合三维动态网格分析方法,构建多场多相耦合数值模型,实现了对粉尘时空分布与温度场演化的精准预测,精度≥90%。其次,开发阻燃抗静电金属基复合滤料,解决了易燃易爆粉尘高效净化难题;协同均匀脉冲喷吹清灰技术显著提升了清灰效率,降低了能耗。此外,分区分级精准降温技术和流量自适应供冷系统,有效解决了设备散热不良的问题,降温效率提升40%。 煤矿立井井塔粉尘与高温协同治理关键技术研究与应用已在兖矿能源东滩、鲍店等四座煤矿示范应用,取得显著成效后,进一步推广至潞安、陕煤等集团,形成了产业化应用。项目组还主导制定了《煤矿立井粉尘与温度协同治理技术规范》等行业标准,为跨矿井推广提供了技术支持。 煤矿立井井塔粉尘与高温协同治理关键技术实施后,粉尘浓度降至2 mg/m³以下,温度降幅超10℃,设备故障率降低70%,延长设备寿命30%,提煤效率提升15%,年减排粉尘超千吨。近三年累计新增销售额11.05亿元、利润3.32亿元。同时,职工职业健康诉求得到满足,尘肺病赔付成本年均增长趋势得以遏制,“双碳”目标下减少无效能耗与碳排放也得到了体现。 煤矿立井井塔粉尘与高温协同治理关键技术研究与应用通过技术集成创新与工程实践,获得授权专利12件,发表论文22篇,并经中国煤炭工业协会鉴定为“国际先进水平”。其智能监测与大数据分析平台、“仿真-实验-工程”一体化校准体系以及全生命周期运维管理体系,不仅为矿山智能化转型提供了核心支撑,还推动了整个行业的技术升级和管理模式变革。特别是在跨学科协同研发与产业化推广机制方面,形成了包括标准制定、产业联盟在内的完整产业链条,加速了技术迭代速度,提升了行业整体技术水平。 煤矿立井井塔粉尘与高温协同治理关键技术研究与应用不仅解决了制约煤矿安全高效生产的重大瓶颈,而且在技术创新、经济效益和社会效益等方面展现了巨大的潜力,具有广泛的推广价值和深远的影响。

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