国家科技进步奖 | 中国煤科重庆研究院攻克粉尘治理技术难题

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（来源：中国煤炭科工集团）

数百米深的地下巷道内，采煤机械轰鸣切割煤层，细碎煤粉在头灯光束中翻滚升腾。矿工每班八小时坚守作业岗位，那些肉眼难以察觉的微细粉尘，正悄然侵蚀着他们的肺部。对于困扰我国煤炭行业数十年的粉尘危害难题，中国煤科重庆研究院（以下简称重庆研究院）给出了解决方案。

近日，由重庆研究院作为主要完成单位参与完成的“大型煤矿呼吸性粉尘治理与尘肺早期预警技术创新及工程推广”项目，荣获国家科技进步二等奖。该项目成功攻克粉尘实时检测、尘肺病患病风险预警等一系列关键核心技术，为全国矿工筑牢职业健康安全防线。

破解三大行业技术难题

李德文（右二）带领粉尘防治技术团队开展技术攻关

“很多人认为粉尘清扫干净即可，但井下煤尘的实际危害远超大众认知。其中呼吸性粉尘粒径仅为头发丝的十分之一，能长时间悬浮在空气中，普通口罩无法有效阻隔。”据项目主要完成人李德文介绍，这类粉尘被人吸入后，会沉积在肺部深处，逐渐让肺组织变硬，最终造成呼吸困难，这也是尘肺病长期位居我国最高发职业病首位的核心原因。

长期以来，我国煤矿粉尘防治工作面临三大难题：一是粉尘无法实时监测，传统人工取样送检化验耗时两三天，而井下粉尘浓度随采掘作业动态变化。二是降尘调控仅凭人工经验，缺乏精准数据支撑。三是行业缺少前置防控手段，尘肺病只能事后筛查，发现时肺部已造成永久性不可逆损伤。

研发24小时测尘 “电子鼻”

“治理粉尘危害，首要前提是实时精准掌握粉尘浓度变化。” 重庆研究院粉尘分院院长郭胜均表示，井下作业环境恶劣，雾气弥漫、设备震动、电磁干扰，煤粉堆积探头，普通监测设备很快就会出现数据紊乱甚至停机，无法稳定运行。

为破解这些痛点，重庆研究院粉尘防治技术团队自主研发了煤矿粉尘在线监测系统，实现三大核心突破：一是精准筛分靶向监测。有效区分可侵入肺泡的微细致病颗粒与无害粗煤粉，仅统计有害粉尘数据，从源头杜绝无效报警。二是优化结构与算法。反复调整仪器外壳和探测结构，并搭配自主编写的校正程序，即便设备沾满煤灰、巷道雾气浓重，读数依旧稳定精准，无需频繁升井清洗校准，大幅降低运维成本。三是强化抗干扰能力。通过重新规划电路板布局，实现强弱电分离布设，加装隔离、防浪涌配件，确保多台设备同步运转时数据依然传输稳定、零差错。

该系统如同遍布井下的“电子鼻”，可全天候不间断捕捉危害人体的微细粉尘，实现实时掌控。“整套监测设备全部采用国产零部件，摆脱对进口产品的依赖，设备成本下降六成，适配大中小型各类煤矿，普及门槛大幅降低。”郭胜均说道。

目前，该系统已全面部署于各类煤矿的采煤工作面、掘进巷道、回风通道等区域，粉尘数据实时传输至地面调度室。一旦浓度超标，工作人员可在第一时间落实降防尘措施，保障矿工作业安全。

从“事后治病”迈向“事前预警”

仅实现粉尘浓度实时监测远远不够。粉尘防治技术团队依托海量实测数据，构建矿工粉尘累计吸入量测算模型，为井下作业人员建立专属个人肺部健康档案。系统可自动记录工人每天作业地点、在岗时长、周边实时粉尘浓度等数据，长期累积测算每位工人的致病粉尘累计吸入量，精准划分尘肺病患病风险等级。

区别于传统尘肺病事后筛查的被动模式，该系统一旦监测到工人粉尘累计吸入量超标，便及时提醒企业为工人调换岗位、升级防护装备、增加体检频次，从源头降低职业病发病概率，实现职业健康前置化、主动化防控。

实时监测硬件搭配智能风险测算模型，构建起全链条、闭环式粉尘管控体系，既助力煤矿实现粉尘精准管控，也为政府部门职业健康监管提供完整、可追溯的数据支撑。

该技术还可广泛应用于金属矿山、隧道开挖、建材打磨等各类产尘行业，为全国一线作业人员撑起职业健康保护伞。

让产业发展与劳动者健康同行

从“八五”到“十四五”期间，粉尘防治技术团队持续牵头承担国家级粉尘防治攻关课题，成功研制国内首台井下粉尘浓度传感器。团队持续迭代升级多款国产监测装备，同步配套煤层注水、智能喷雾、湿式除尘、高效防尘口罩等成套工艺技术，将矿工粉尘吸入量降低99%，实现采掘作业全流程综合治理。作为行业权威，团队还牵头修订多项粉尘防控法规，编制四十余项国家及行业标准，推动全国矿山防尘形成统一技术规范。

“科技创新不应局限于矿产开采和工业生产效率的提升，更应坚持以人为本，保障一线工人安全作业、体面劳动，推动产业高质量发展与劳动者健康保护协同共进。”郭胜均表示，这项技术突破是重庆研究院依托科技创新培育新质生产力赋能行业发展的鲜活例证。“让每一位矿工都能畅快呼吸，是我们科研攻关的出发点，也是不懈追求的使命。”

未来，中国煤科重庆研究院粉尘防治科研团队，将持续攻坚粉尘治理技术难题，以代代传承的实干坚守，守护全国工矿劳动者的呼吸健康，为我国煤炭产业安全、绿色、可持续发展不断贡献中国煤科力量。