金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (5): 30-43.
李世航1,2,3 柴佳华2 何 畅2 周 刚4 佘晓东3 张 旭2 户书达1
LI Shihang1,2,3 CHAI Jiahua2 HE Chang2 ZHOU Gang4 SHE Xiaodong3 ZHANG Xu2 HU Shuda1
摘要: 煤炭作为我国主体能源,在支撑国民经济快速发展的同时,其生产过程中破碎、筛分、运输等多个工序
环节因物料动能转换、机械摩擦及气流扰动等因素,会持续释放组分复杂的高浓度粉尘,严重危害工作人员职业健
康。选煤车间作业区粉尘浓度普遍超标,其危害已从单一的职业健康问题演变为涉及安全生产、生态环境与经济效
益的多维度挑战,推动粉尘防治技术的系统化、智能化升级成为“十四五”以来行业绿色转型的重点任务。结合选煤
车间粉尘防治技术的最新进展以及团队研究积累,分析了给煤、转载、输送带运输、筛分及破碎等关键工序的产尘机
制与规律,总结了煤质特性及环境因素对产尘量的显著影响规律,梳理了当前主流粉尘防治技术及其在关键尘源的
应用现状与协同治理策略。研究表明:① 给煤、转载、输送带运输、筛分及破碎等选煤车间关键工序的产尘机制均与
煤料碰撞摩擦、气流扰动及设备结构特性相关,具体表现为煤料下落碰撞引发颗粒剥离与诱导气流、设备间隙及运动
产生气流扰动导致粉尘扩散、高频振动及结构落差加剧粉尘飞扬等。② 煤质特性中,煤含水量与产尘量呈负相关,煤
流量越大、煤块粒度越小则产尘量越高。在设备工艺参数方面,产尘量与输送带速度、转载点及溜槽落差呈正相关,当
溜槽倾角偏离最佳范围、破碎机转速过高或齿板间隙过大、振动筛振幅及频率超出阈值时,产尘量均会显著增加。
③ 针对给煤、转载、输送、筛分、破碎不同尘源需采取针对性防治技术,且多种技术协同应用可显著提升粉尘防治效
果。在此基础上,剖析了现有研究存在的不足,并展望了“十五五”乃至更长一段时间的发展方向。当前选煤车间粉
尘防治技术仍存在智能感知不足、材料性能局限、系统协同性差、个体防护落后、绿色效能薄弱等关键问题,制约了粉
尘治理效果的进一步提升与可持续发展。未来的研究应聚焦于:① 智能感知与精准调控,利用物联网、大数据、云计
算和人工智能技术,实现粉尘排放的实时识别、监测和分析,引入人工智能算法,实现除尘设备参数自适应调整,实现
除尘效果的最优化;② 材料研发与结构设计,建立从分子尺度到宏观尺度的多层级设计理论,构建材料服役性能与环
境参数的耦合模型,融合表面科学、振动疲劳理论、可控释放技术开发具有高效梯度结构的过滤材料;③ 系统集成与
协同治理,推动单一粉尘防治技术向多技术耦合的系统化方向发展,构建“源头控制—过程抑制—末端净化”全链条
粉尘防控网络;④ 个体防护与智能监测,职业安全防护理念应从被动防护向“高效低阻、智能适配、舒适安全”方向发
展,开发高效低阻的新型过滤材料和优化口罩结构,结合体外环境数据和可穿戴生理参数监测数据,建立早期健康风
险预警模型,形成“设备防护+人体监测”的双重保护模式;⑤ 绿色低碳与可持续化发展,将智能控制策略及精细化气
流组织设计理念与高效除尘设备研发深度集成,通过多维度技术创新实现粉尘精准治理与矿山节能降耗协同推进,
助力实现选煤车间粉尘防控的低能耗、高效率、零污染愿景。
中图分类号: