我国金属矿山采—装—运过程中粉尘职业危害防控技术进展与展望 被引量：10

1

作者 李刚 李胜 +7 位作者 张伟军 徐宇 陈彦亭 谢文茜 赵振兴 李万涛 荣辉 刘建国 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期41-54,共14页

在高温、噪声、粉尘、有毒有害气体等金属矿山主要的职业病危害因素中,由粉尘引起的尘肺病在职业病病例中占比最大,为不断推进粉尘职业健康防护研究,保障金属矿山人员、生产与环境安全,概述了金属矿山尘源与扩散理论以及粉尘职业健康职... 在高温、噪声、粉尘、有毒有害气体等金属矿山主要的职业病危害因素中,由粉尘引起的尘肺病在职业病病例中占比最大,为不断推进粉尘职业健康防护研究,保障金属矿山人员、生产与环境安全,概述了金属矿山尘源与扩散理论以及粉尘职业健康职业防护研究现状,基于安全工程系统性原理,分别从源头治理、过程控制以及个体防护3个维度分析了我国金属矿山采—装—运过程中粉尘职业危害防控技术进展。在此基础上,剖析了目前存在的不足,并展望了未来发展方向。认为现阶段存在的不足在于金属矿山粉尘控制理论体系尚未成熟,金属矿山粉尘智能化监测预警技术研究有待加强,不同粉尘治理技术交叉性、协同性研究与应用较薄弱,以及以现场人员舒适性为导向的个体呼吸防护设备研发需要进一步加强,未来可从完善金属矿山粉尘控制理论体系,开发适用于金属矿山产尘特性的智能化防尘监测预警技术,注重粉尘治理技术的交叉性、协同性研究与应用,以及研发更符合人体工程学的个体防护设备等方面进一步开展工作。 展开更多

关键词 金属矿山 粉尘治理 职业健康 防护技术

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我国非煤矿山职业健康防控技术研究现状、挑战及展望 被引量：3

2

作者 王运敏 李刚 +1 位作者 刘建国 金龙哲 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第9期1-12,共12页

矿业是现代工业的粮食,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用,但采矿过程伴随众多职业危害因素,给工人职业健康与安全造成极大影响。采用文献查阅、现场调研、访谈交流等方法,并基于团队已有研究积累,对新中国成立以来我国非煤矿山职... 矿业是现代工业的粮食,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用,但采矿过程伴随众多职业危害因素,给工人职业健康与安全造成极大影响。采用文献查阅、现场调研、访谈交流等方法,并基于团队已有研究积累,对新中国成立以来我国非煤矿山职业健康防控技术研究现状进行了综述,并分析了当前面临的主要挑战。结果表明:我国非煤矿山职业危害主要涉及粉尘、噪声、高温等7类因素,存在“点多、面广、源强”的显著特点,防治难度大;在7类职业危害因素中,粉尘危害最为突出,且爆破粉尘、强疏水性微细粉尘、井下喷浆粉尘与高寒、低气压、超大规模开采粉尘防治是目前面临的主要挑战。在上述分析的基础上,指出我国非煤矿山职业健康防护技术未来发展方向为健全非煤矿山职业危害监管体系、强化职业危害控制科技创新与实践、推行职业危害防控专业化社会服务、坚持职业危害个性化与综合防治、探索职业危害智能化防治技术,逐步形成以监管落实为驱动、科技创新为抓手、社会服务为目标的科学发展模式,切实提高非煤矿山职业危害因素防治效果,保障工人职业健康与安全。 展开更多

关键词 非煤矿山 职业健康 尘肺病 粉尘防治 研究现状

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矿井湿喷过程的产尘特性和复合降尘外加剂的制备 被引量：2

3

作者 蒋仲安 司明理 +2 位作者 张国梁 曾发镔 李聪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期865-875,共11页

矿井湿喷过程的粉尘污染是制约湿喷支护工程高效、清洁和安全生产的重要因素。为降低湿喷过程粉尘对作业人员的危害,提高矿山企业粉尘防治和职业健康保障的能力,运用气溶胶力学与HertzMindlin碰撞理论,构建了湿喷混凝土冲击产尘的动力... 矿井湿喷过程的粉尘污染是制约湿喷支护工程高效、清洁和安全生产的重要因素。为降低湿喷过程粉尘对作业人员的危害,提高矿山企业粉尘防治和职业健康保障的能力,运用气溶胶力学与HertzMindlin碰撞理论,构建了湿喷混凝土冲击产尘的动力学模型;并针对湿喷工艺特点,建立了湿喷混凝土相似实验装置,对不同工艺条件下的产尘特性进行分析;结合湿喷过程外加剂的降尘机制,对外加剂的减弹降尘性能进行研究,配置适用于湿喷工艺的高性能复合降尘外加剂。结果表明,湿喷过程中弥散在空气中的气溶胶颗粒粒径大部分在2μm以下,2μm以下(不含2μm)颗粒数占比在90%以上。湿喷产尘主要受喷射距离、喷射压力和水灰比影响。喷射距离不宜太大或太小;随着喷射距离的增加,颗粒浓度呈先降低后增加的趋势。同样,喷射压力为0.4 MPa时,较为合适。当压力太大时,会导致回弹率和粉尘质量浓度增加;当压力太小时,物料到达受喷面时的动能较小,不能很好地黏附在受喷面。同时,在保证物料流动性的同时,可通过减小水灰比来降低回弹率和产尘量。研制的复合降尘外加剂主要由速凝剂、络合剂、早强剂、黏结剂以及表面活性剂复配形成。通过正交实验以及优化实验,最终确定的湿喷复合降尘外加剂配方及其质量分数为:A-55%、B-3%、C-4.5%、D-0.5%、E-0.15%、水-36.85%。掺入该复合降尘外加剂后,湿喷过程粉尘质量浓度下降了约57%,有效降低湿喷过程的粉尘产生量,降尘效果明显。 展开更多

关键词 降尘外加剂 产尘特性 粉尘 湿喷 矿井

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超音速同轴气动雾化降尘技术 被引量：1

4

作者 张天 穆新升 +4 位作者 葛少成 李胜 佟林全 陶爽 王长友 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3118-3128,共11页

在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过... 在煤矿开采过程中伴随大量的呼吸性粉尘产生,严重危害工人健康。喷雾技术作为应用最为广泛的降尘技术,具高效、清洁等优点,但现有的喷雾技术对呼吸性粉尘的捕获能力不强,雾化效率低。为解决该问题,研发了超音速同轴气动雾化技术。通过实验和数值模拟的方法对该技术的雾化特性进行了研究,并基于自行设计的降尘实验平台对比了超音速汲水虹吸气动雾化降尘技术与超音速同轴气动雾化降尘技术的降尘特性。同时通过2种技术的隔尘对比实验揭示了粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降机理。结果表明:在不同气动压力下,超音速同轴雾化降尘装置所采用的同轴探针注水方式大幅降低了探针结构对超音速流场能量的损耗,显著提高了雾化效率,产生了大量11μm以下、空间分布均匀的高速雾滴群,与虹吸雾化装置相比,粒径减小了12%~50%,在喷雾流场中形成了大范围高速细雾区域。雾滴场与粉尘场的耦合效果,可以由粉尘的瞬时分散度表征,并由雾滴场特性的分布特征决定。不同时刻,各个粒径区间的分级降尘效率的变化趋势不同,在不同压力下对总的降尘效率的贡献不同。超音速同轴雾化技术产生的大范围高速细雾易于捕集呼吸性粉尘,PM0~PM2.5的分级效率在75%以上,最高可达90%。压力的增大使高速细雾范围增大,有利于对微细颗粒的捕集。含尘气流在有限空间运移过程中粉尘在超音速动力微雾幕作用下的沿程沉降过程可划分为雾滴捕尘区、凝并沉降区、蒸发逃逸区。在不同区域雾滴与粉尘不同的行为与浓度分布,是受到喷雾气流及气载风流曳力运移,高速微雾碰撞捕捉、雾滴凝并沉降、雾滴蒸发失重作用的结果。 展开更多

关键词 呼吸性粉尘 喷雾降尘 超音速同轴雾化 动力微雾 分级降尘效率

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巷道内超细雾滴蒸发—弥散特性与影响规律研究

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作者 林明磊 刘建国 +7 位作者 金龙哲 吴雪冰 周玉竹 穆拉提·居尔艾提 毋豪盛 刘沱江 查舰 杨保国 《矿业安全与环保》 北大核心 2024年第6期26-34,共9页

在巷道内应用超细雾化降尘技术后可大幅提高降尘效率,但易使巷道能见度下降,造成安全隐患。针对这一问题,通过建立雾滴蒸发—弥散模型,研究了粒径、环境温度、相对湿度及风速对雾滴蒸发—弥散特性的影响规律。结果表明:随着雾滴粒径的减... 在巷道内应用超细雾化降尘技术后可大幅提高降尘效率,但易使巷道能见度下降,造成安全隐患。针对这一问题,通过建立雾滴蒸发—弥散模型,研究了粒径、环境温度、相对湿度及风速对雾滴蒸发—弥散特性的影响规律。结果表明:随着雾滴粒径的减小,其完全蒸发时间缩短,且缩短速率逐渐增大,当雾滴粒径由200μm减小至20μm后,其完全蒸发时间由7.3500 s缩短至0.0019 s,缩短了99.97%;随着环境温度升高、相对湿度降低,雾滴蒸发速率增大,当温度由5℃升至30℃时,粒径20μm的雾滴完全蒸发时间减少了80.0%,相对湿度达到80%后雾滴蒸发速率迅速减小;随着风速的增大,雾滴弥散距离增加,粒径小于20μm的超细雾滴是弥散雾滴的主要组成部分。在井下煤巷实测了雾滴弥散特性,随着巷道距离的增加,雾滴平均粒径与体积、数量浓度均逐渐减小,当扩散距离达到45 m后迅速减小,大粒径雾滴逐渐沉降,小粒径雾滴在巷道内弥散;巷道截面中心位置是雾滴聚积的区域,是影响巷道能见度的关键位置。 展开更多

关键词 巷道喷雾 超细雾滴 雾滴蒸发 雾滴弥散 巷道消雾

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专题特约主编寄语

6

作者 金龙哲 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第7期1-1,共1页

当前,我国矿山作业环境粉尘浓度严重超标,成为危害矿工身体健康与安全的“头号杀手”。为遏制尘肺病快速增长、保障工人职业健康与安全,党中央、国务院高度重视粉尘工程防护工作,先后发布了《健康中国行动(2019—2030年)》《国家职业病... 当前,我国矿山作业环境粉尘浓度严重超标,成为危害矿工身体健康与安全的“头号杀手”。为遏制尘肺病快速增长、保障工人职业健康与安全,党中央、国务院高度重视粉尘工程防护工作,先后发布了《健康中国行动(2019—2030年)》《国家职业病防治规划(2021—2025年)》《尘肺病防治攻坚行动方案》等文件,多次提出了强化粉尘工程防护与源头治理的任务要求。 展开更多

关键词 职业病防治 健康与安全 工程防护 矿山作业 尘肺病 源头治理 行动方案

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基于水射流引射与干雾降尘技术的新型孔口除尘装置研发 被引量：6

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作者 王天暘 石晶 +7 位作者 周玉竹 金龙哲 刘建国 李刚 孙竹聪 李健 陈长岭 丁尧 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第7期120-128,共9页

为有效控制煤矿井下干式钻孔作业的粉尘污染问题,在分析干式钻孔产尘扩散特性的基础上,结合水射流负压引射与干雾降尘技术优势,设计研发了新型干式钻孔孔口除尘装置。通过理论分析与实验室试验研究了该装置各组件的具体结构和主要性能参... 为有效控制煤矿井下干式钻孔作业的粉尘污染问题,在分析干式钻孔产尘扩散特性的基础上,结合水射流负压引射与干雾降尘技术优势,设计研发了新型干式钻孔孔口除尘装置。通过理论分析与实验室试验研究了该装置各组件的具体结构和主要性能参数,并在杨柳煤矿顺层孔钻场开展了现场试验,实测了该装置的除尘效果。结果表明:新型孔口除尘装置由孔口集尘装置、水射流负压引射装置、干雾降尘装置三部分组成,分别具备尘源密闭、抽吸粉尘、捕集外溢粉尘等功能。水射流负压引射装置的工作水流量、抽吸量及引射系数均随工作水压的增大呈线性增大。气压0.70 MPa、水压0.18 MPa为单个干雾喷头的最佳工况参数,当干雾发生器挂载15个干雾喷头、干雾降尘装置距孔口1.2 m时,可实现对孔口全部漏尘点的雾场覆盖。新型孔口除尘装置现场应用后,钻机下风侧6 m和20m的全尘除尘率分别达到了88.9%和87.5%,取得了显著的除尘效果。 展开更多

关键词 干式钻孔 水射流 负压引射 干雾 除尘装置

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基于小世界网络的煤矿工人违规佩戴口罩行为传播和干预研究

8

作者 石晶 杨鑫刚 +1 位作者 刘建国 王天暘 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第11期276-282,共7页

为了对煤矿工人防尘口罩违规佩戴行为进行有效控制,寻找违规行为传播和干预的影响因素,基于小世界网络构建了煤矿工人违规佩戴防尘口罩的行为传播模型。研究表明:基于小世界网络的行为传播模型可以模拟比较复杂的煤矿工人违规佩戴防尘... 为了对煤矿工人防尘口罩违规佩戴行为进行有效控制,寻找违规行为传播和干预的影响因素,基于小世界网络构建了煤矿工人违规佩戴防尘口罩的行为传播模型。研究表明:基于小世界网络的行为传播模型可以模拟比较复杂的煤矿工人违规佩戴防尘口罩行为的传播过程,并对其做出可视化分析及预测;煤矿工人违规佩戴防尘口罩行为的传播速度随煤矿规模增大而加快,但煤矿规模超过300人时增速趋于平缓;当事前干预有效率达到40%,或事后干预有效率达到50%以上时可以防止违规佩戴防尘口罩行为大面积传播;当事前干预有效率达到70%以上时,可以有效阻止违规佩戴行为在工人中传播;即使事后干预有效率达到100%,违规行为传播后仍然能够让违规工人数达到总工人数的18.0%~22.7%;事前干预有效率达到20%~30%,配合不同程度的事后干预,比单纯进行事前或事后干预效果更佳。 展开更多

关键词 煤矿工人 小世界网络 传染病模型(SIR模型) 复杂网络 防尘口罩

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引射分级气动喷雾降尘技术研究及应用

9

作者 佟林全 贾鑫 +2 位作者 孙凯 张震 樊晶光 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第7期159-167,共9页

为了贯彻实行“健康中国”战略,解决井下粉尘危害严重、传统湿式降尘手段能耗高、工效差的现实问题,提出了引射分级气动喷雾降尘技术,并研制了引射分级气动喷雾降尘装置。利用数值模拟分析了引射分级装置内部流场、速度场,通过搭建引射... 为了贯彻实行“健康中国”战略,解决井下粉尘危害严重、传统湿式降尘手段能耗高、工效差的现实问题,提出了引射分级气动喷雾降尘技术,并研制了引射分级气动喷雾降尘装置。利用数值模拟分析了引射分级装置内部流场、速度场,通过搭建引射分级气动喷雾降尘试验平台开展吸风风速试验和降尘试验,进行了喷头选型以及引射结构模型设计,同时以吸风风速和试验降尘效果作为关键监测指标,探究了引射分级气动喷雾降尘装置的可行性。研究结果表明:引射分级装置内部形成引射气流且吸风口风流向喷雾处运移;引射分级雾幕降尘装置最优选择为SV980喷头搭配B型引射结构模型,吸尘口中心风速最高为1.27 m/s,吸尘口侧壁风速最高为1.53 m/s;B型引射结构模型总降尘效率、一级降尘效率、二级降尘效率分别达到83.9%、76.6%、7.4%,优于单一喷头及A型引射结构模型。现场试验表明:掘进司机位置处总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别为85.67%和81.02%,有效降低了井下粉尘浓度,保障了人员健康。 展开更多

关键词 粉尘防控 引射结构 气动喷雾 吸风风速 降尘浓度

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剂量、层厚和射线质对CT图像低对比可探测能力的影响研究

10

作者 赵锡鹏 王嘉莹 +1 位作者 熊强 佟林全 《辐射防护通讯》 2023年第5期11-17,共7页

在保持其他参数或条件不变的前提下,研究扫描剂量、层厚、管电压对CT图像低对比可探测能力检测结果的影响,为规范开展CT设备质控检测和标准制(修)订提供数据支持。本研究结果建议,CT设备低对比可探测能力检测时扫描剂量CTDI_w应尽量接近... 在保持其他参数或条件不变的前提下,研究扫描剂量、层厚、管电压对CT图像低对比可探测能力检测结果的影响,为规范开展CT设备质控检测和标准制(修)订提供数据支持。本研究结果建议,CT设备低对比可探测能力检测时扫描剂量CTDI_w应尽量接近50 mGy,最低宜不小于40 mGy;应尽量选择10 mm层厚,最低不宜小于5 mm;单纯管电压对检测结果影响不大,可选择100 kV以上的临床常用管电压。 展开更多

关键词 CT质量控制 低对比可探测能力 剂量 层厚 射线质

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C_(12)H_(25)-(HG)亲水基团对无烟煤润湿影响的试验和分子模拟

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作者 张江石 贾宏福 +4 位作者 任晓锋 王亚南 张琪 佟林全 王彦辉 《煤炭学报》 2025年第4期2175-2187,共13页

表面活性剂被广泛应用于水基降尘技术,其润湿煤尘的主控因子为亲水基团(HG)。为明确表面活性剂中HG对煤尘润湿性的影响,通过宏观润湿性能测试、量子化学计算(DFT),并结合分子模拟,探究了十二烷基型表面活性剂(C_(12)H_(25)-[HG])常见亲... 表面活性剂被广泛应用于水基降尘技术,其润湿煤尘的主控因子为亲水基团(HG)。为明确表面活性剂中HG对煤尘润湿性的影响,通过宏观润湿性能测试、量子化学计算(DFT),并结合分子模拟,探究了十二烷基型表面活性剂(C_(12)H_(25)-[HG])常见亲水基团(SO_(4)^(-)、PO_(4)H、OH、COO^(-))在无烟煤表面润湿差异及固-液界面调控机制。结果表明:亲水基团对无烟煤的润湿效果排序为:SO_(4)^(-) > COO-> PO4H > OH;HG吸附至无烟煤表面,相对增加了疏水位点C—O质量分数,易形成氢键,有助于改善无烟煤润湿性;无烟煤中大部分正负电势区域都小于水分子之间的正负电势极值是无烟煤润湿性差的内在原因,HG与水分子的极值差(ΔESP)与接触角呈线性负相关,可作为评价表面活性剂润湿性能的参考指标;表面活性剂溶液-煤微观润湿界面中,根据径向分布函数(RDF)判断含不同HG的表面活性剂在无烟煤界面的吸附能力依次为:SO_(4)^(-) > COO^(-)> OH >PO_(4)H;相比于其他亲水基团,HG(SO_(4)^(-)),煤与水的相互作用能最大,氢键数目最多,水分子扩散系数提高了46.3%,吸附量增加了27.43%;HG一方面与水分子具有较强的相互作用,易形成强氢键,另一方面其吸附于煤-水界面,增强了水分子向煤表面的扩散系数,导致水分子吸附量增大,进而强化了煤尘润湿性;筛选或设计降尘剂时,可考虑引入强极性HG(SO_(4)^(-))以提高无烟煤润湿效率。研究结果为矿井粉尘治理中表面活性剂的应用提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 无烟煤 润湿性 表面活性剂 亲水基团 分子模拟

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