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”。 为遏制尘肺病迅速增加、保障工人职业健康与安全，党中央、国务院格外的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。在此背景下，为保障工人职业健康与安全，推动“健康中国”战略与智慧矿山建设，推进矿山行业进入安全、绿色、智能开采时代，《金属矿山》编辑部特邀北京科技大学金龙哲教授团队刘建国老师讲授《矿山喷雾降尘技术装备研究与应用现状》，以飨读者。

  北京科技大学副教授、博士（后）、硕士研究生导师，《金属矿山》青年专家学术委员。主要是做矿山能源/资源领域职业安全与健康教学与科研工作，研究方向聚焦于矿山尘毒控制理论与技术。主持国家自然科学基金项目2项、国家重点研发计划子课题3项，中国博士后面上项目、金属矿山安全与健康国家重点实验室开放基金、国家卫健委粉尘危害重点实验室开放基金等省部级项目3项，企业科技攻关项目12项。参编教材/著作2部；参编国家标准2项，团体标准1项；发表学术论文40余篇；以第一发明人申请国家发明专利12项，完成专利许可转化3项。获得省部级以上科技奖励17项，荣获2023年度中国职业安全健康协会青年科技奖（全国10人）。团队代表性研究成果：

  （1）构建了矿井“三高两隔一监控”综合控除尘技术体系。提出了由高效喷雾降尘、高效化学抑尘、高效除尘器除尘，高低粉尘区域隔离、人与粉尘隔离，井下粉尘在线监控构成的矿井“三高两隔一监控”综合控除尘技术体系，为矿山企业粉尘防治技术管理、科研院所粉尘防治技术探讨研究提供了技术框架。

  （2）发明了工程爆破多组分水炮泥减尘降毒技术。研发了爆破炮烟绝对生成量精准测试方法与装备，研制了减尘降毒多组分水炮泥新型添加材料，提出了工程爆破多组分水炮泥制备与应用工艺方法，形成了工程爆破多组分水炮泥减尘降毒技术。该技术对隧巷道爆破粉尘与CO平均抑制率高于60%。

  （3）研发了对矿山呼吸性粉尘具有非常明显捕捉效果的井下移动式干雾隔降尘技术及装备，配套开发了井下气水共用型多级过滤装置，并实现了产业化应用。现场实测表明，该技术装备在井下巷道综掘面的平均降尘率达83%以上。

  成果概要：喷雾降尘技术以其简单易操作、成本低、降尘效率显著等优势，成为矿山井下应用最为广泛的降尘技术之一。但传统喷雾降尘技术都会存在雾滴粒径大、耗水量多、呼尘沉降效率低等问题。针对以上问题，国内外学者对喷雾降尘技术开展了广泛研究，但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此，基于近20 a来矿山喷雾降尘技术的相关研究文献，梳理了喷雾雾化降尘机理、喷雾雾化效果评价参数与测试方法、喷雾雾化效果影响因素、喷雾降尘效率及其影响规律的研究现状。研究根据结果得出：喷雾雾化效果评价参数最重要的包含雾滴粒径、雾滴速度、喷雾射程等;喷雾雾化效果与喷嘴结构、气水压力、液体物理特性等参数紧密关联;喷雾雾滴粒径越小、雾滴速度越快，其对粉尘的吸附沉降效率越高。针对矿山喷雾降尘技术探讨研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向，即进一步探究喷雾雾化机理、完善喷雾雾化效果评价参数、规范喷雾降尘效率测定方法、关注喷雾添加剂对作业人员身体健康与工作环境的影响。

  文献引用：金龙哲，刘建国，林清侠，等.矿山喷雾降尘技术探讨研究与应用现状综述[J].金属矿山，2023（7）：2-17.

  成果概要：矿井高温热害是矿井深部安全开采的重要影响因素之一，有效且经济的矿井降温技术对于深部高温矿井安全且高效开采特别的重要。分析了矿井热源的种类及热害对人的影响，并对目前矿井降温技术的原理及应用研究现在的状况进行了评述；研究了用于热害较轻或浅部矿井的非人工制冷技术，着重阐述了用于热害较重和深部矿井的多种人工降温制冷技术；对比分析了液态气体相变制冷技术、直膨式热泵降温技术、动力性热管降温技术、个体防护服和涡流管结合矿井微气候调节技术的优缺点及其在矿山现场的应用研究进展，指出了目前各类降温技术存在的共性问题,讨论了未来地热控制及余热回收利用的技术发展的新趋势，为选择正真适合的深井降温技术提供相关依据。研究表明：目前矿井降温技术虽然快速的提升但存在能耗较大、制冷系统设备复杂且难以维护，只重视降温而忽略矿井湿度过高，未能充分的利用矿井地热能源价值，非煤矿山专用降温系统研究较少等不足。针对矿井降温系统的共性问题提出了开发节能且高效的新型降温技术,着力开发制冷设备，坚持降温除湿并重的原则，充分的利用矿井地热能源以及设计非煤矿山专用的矿井降温技术等应对措施。

  文献引用：柳静献，李国栋，常德强，等.矿井降温技术探讨研究进展与展望[J].金属矿山，2023（7）：18-27.

  成果概要：借助VOSviewer软件以知识图谱的形式展示了2000—2022年中国知网(CNKI)数据库中收录的1 044篇文献的作者共被引、关键词共被引等数字特征,采取文献计量学方法分析了矿井粉尘防治领域发展的时间分布，探究了矿井粉尘防治研究动态及进展。研究根据结果得出：2000—2022年矿井粉尘防治研究整体呈上涨的趋势，根据逐年发文量以及相对逐年发文量可以将其划分为3个阶段，即萌芽起步期(2000—2005年)、快速地发展期(2006—2015年)以及腾飞波动期(2016年至今)。此外，1 831名作者的共被引分析表明,目前已形成了5个联系较为密切的学术群体；3471个关键词的共现分析表明，目前已形成了5个高相关性的关键字聚类，分别为煤矿粉尘治理研究聚类、粉尘危害研究聚类、粉尘治理研究聚类、粉尘浓度研究聚类以及数值模拟研究聚类。在上述分析的基础上，剖析了现阶段我国矿井粉尘防治研究存在的不足：① 粉尘防治理论研究成果转化率有待提升；② 矿井粉尘精准监测技术与体系有待进一步升级；③ 智能矿山建设背景下,矿山粉尘智慧除尘系统研发与应用有待进一步深入；④ 在绿色矿山建设背景下，社会环保要求慢慢地增加，导致不少传统且行之有效的抑尘方法的应用受到某些特定的程度限制。认为未来该领域的重点发展趋势为：① 深化矿井粉尘防治理论研究，充分的发挥多学科交叉研究优势，开展校企联合攻关,加强理论与实践的对话与结合，逐步提升科技成果转化率；② 加强基于粉尘精准监测与员工健康的矿井粉尘实时监测与连续性监测系统及设备的研发；③ 深化精准智慧除尘体系建设，提升矿山粉尘实时监测精准度，加强信息化技术应用的深度与广度；④ 通过技术突破打破环保性与经济性难以共存的困境，降低环保成本,提高环境效益。

  文献引用：李刚，周哲，胡锦华.基于知识图谱的我国矿井粉尘防治技术探讨研究进展与展望[J].金属矿山，2023（7）：28-39.

  成果概要：近年来，国内在露天矿粉尘防治方面做了大量深入的研究和实践，粉尘防治工作取得了较为明显的成效，但露天矿各生产环节粉尘至今仍难以彻底遏制，粉尘职业危害防治形势依然十分严峻。为了加强完善露天矿粉尘防治理论并发展新兴技术，提升我国露天矿粉尘防治水平及效果，根据近20 a我国露天矿粉尘防治理论与技术取得的研究成果，详细阐述了露天矿各环节产尘机理及运移规律，系统总结了露天矿粉尘预测及监测预警技术，重点论述了露天矿粉尘防治技术探讨研究进展，并提出了未来露天矿粉尘防治发展的新趋势。目前，国内学者分环节阐明了露天矿产尘机理,分析了各因素对粉尘运移的影响，采用各类非线性预测方法结合智能优化算法构建了多种粉尘浓度预测组合模型，开发了粉尘在线监测预警技术，逐步形成了粉尘监测云服务平台，提出了多方式协同精准控尘方法。但相关研究主要是针对露天矿单一生产环节的粉尘，露天矿各环节产尘机理及粉尘运移规律需要系统、关联研究，适宜露天矿各生产环节的绿色、高效、经济抑尘剂有待进一步开发，露天矿粉尘精准监测技术有待加强完善，粉尘智能防治技术及装备亟需攻关，粉尘危害风险分析及预警平台尚需探索构建。未来，需多学科、多手段协同推进各环节产尘机理及粉尘运移规律研究，研制绿色、高效、经济的抑尘剂,研发粉尘浓度高精度、宽量程、耐污染、连续在线监测关键技术及装备，研制露天矿粉尘精准智能防治技术及装备，构建粉尘危害风险大数据分析与预警平台。

  文献引用：肖双双，马亚洁，李卫炎，等.我国露天矿粉尘防治理论技术近20 a研究进展与展望[J].金属矿山，2023（7）：40-56.

  成果概要：针对传统局部风机工况点随掘进巷推进而实时产生偏移的生产安全问题，为研究多环境参数(粉尘浓度、甲烷浓度、温湿度等)对掘进巷风速的影响、探究智能控制技术指导局部风机变频运行的途径，实现对掘进面通风状态的实时监测、协同预测、变频控制，设计了一种掘进面智能变频通风控制管理系统。基于智能控制理论，采用灰色关联分析算法提取影响掘进巷道需风量的重要的条件，以重要的条件作为输入层建立了遗传—神经网络风速预测优化模型，开发了组态王上位机监控程序及远程控制界面，并运用S7-200 SMART PLC搭建了基于比例—积分—微分(PID)风量闭环调控技术的掘进面智能变频通风控制管理系统。研究根据结果得出：遗传—神经网络风速预测优化模型可根据掘进面不同工况环境参数协同预测风速。智能变频通风控制管理系统可以通过组态界面实时监测井下掘进面环境参数,还提供自动和手动2种远程控制方式。相比于恒定电源频率调控风机风量，采用PID风量闭环调控技术能远程智能变频控制风机风量，从而使巷道实际风速持续稳定逼近预测值。所研发的智能变频通风控制管理系统可以大范围的应用于不一样的矿井，实现通风设备自适应调控响应。

  文献引用：蒋仲安，杨向东.基于环境参数协同预测风速的掘进面智能变频通风控制管理系统[J].金属矿山，2023（7）：57-65.

  成果概要：矿用空冷器作为井下水冷降温系统的末端设备，被大范围的应用于各类高温矿井中。针对现有矿用空冷器换热效率及冷量利用率低的问题，采用理论分析和数值模拟相结合的方法，从管程和壳程两个方面出发，对表面式空冷器的结构可以进行了优化，对比了光管空冷器和波纹管空冷器的传热性能，揭示了管程波峰高度以及壳程管道排列方式对于矿用空冷器综合性能(传热性能和流阻特性)的影响。根据结果得出：波纹管空冷器相较于光管空冷器具有更加好的传热性能；改变波高可以使传热特性提高24%～135%，但同样会使管内流动阻力增大176%～767%；在所模拟的5种波峰高度内，波峰高度为3 mm的波纹管具有最佳的综合性能，并且在雷诺数为4 977时达到最佳性能，综合评价因子达到最大值1.27；在4种管道排列方式中，管道叉排相较于传统的顺排方式，可以使得换热量提高约13%。研究成果对于提高矿用空冷器的传热效率,改善井下高温热环境具有一定的参考意义。

  文献引用：杜翠凤，晋伟博，王九柱，等.基于强化传热和流阻特性的矿用空冷器结构优化[J].金属矿山，2023（7）：66-73.

  成果概要：为有效治理连采掘进工作面截割区域的粉尘，针对连采机传统的喷雾降尘措施存在的雾化效果差、覆盖范围小等不足，对降尘用喷嘴进行参数优选试验，得到具有封控特性的等效孔径1.8 mm扇形喷嘴和具有雾化捕尘特性的等效孔径2 mm实心锥形喷嘴。基于红柳林煤矿15218连采掘进工作面现场条件和连采工艺特征，对该工作面连采机截割区域进行防尘设计，研发了连采机新型外喷雾控降尘装置，在雾化喷嘴与外喷雾控降尘装置之间加装可调节万向球头，采用“外喷雾控降尘装置+可调节万向球头+雾化喷嘴”组合模式，不仅减少了频繁拆卸喷嘴对外喷雾控降尘装置内螺纹的磨损，还便于调节雾化喷嘴喷雾方向，满足连采机降尘需要。为了更好的提高连采机供水管路水压，通过对连采机机载各装置耗水量和连采机供水管路沿程压力损失的计算,优选使用了额定流量250 L/min、额定压力6.3 MPa的增压泵对连采机用水进行增压，综合形成了适用于红柳林煤矿连采掘进工作面的连采机截割尘源高压雾化封闭控降尘系统。现场应用表明：使用该系统后连采机截割区域全尘降尘率≥82.3%，呼尘降尘率≥72.5%，大大降低了截割区域的产尘量和溢尘量，实现了对连采机截割尘源的封闭式高效防控。

  文献引用：唐明云，王乐乐，周亮，等.连采机截割尘源高压雾化封闭控降尘系统研究与应用[J].金属矿山，2023（7）：74-81.

  成果概要：为提高煤矿井下湿式除尘器降尘效率,改善作业人员工作环境，提出了在湿式除尘器中安装内混式空气雾化喷嘴的降尘方法。首先,基于激光多普勒喷雾雾化特性测试平台,对比3种空气帽结构空气雾化喷嘴的雾化角和雾滴索特尔平均直径[3,2]，优选出了雾化效果最佳的喷嘴。其次，基于湿式除尘器与气水喷雾降尘试验平台，选定喷嘴与风机距离、喷嘴供气压力、喷嘴供水压力和风机供气压力进行单因素试验，得到单一最佳水平。最后，基于正交试验理论，设计4因素3水平正交试验，开展了不同工况下的降尘试验。根据结果得出：在同一工况下，孔径为2.0 mm的压力扇形喷嘴雾化角最大且雾滴粒径最小，[3,2]为33.20～50.51 μm，更加有助于微细粉尘的捕集与沉降；4因素降尘效率显著性水平排序对于全尘和呼尘均为：喷嘴与风机距离喷嘴供水压力风机供气压力喷嘴供气压力；降尘系统最优参数组合为：喷嘴与风机距离2.25 m、喷嘴供气压力0.4 MPa、喷嘴供水压力0.4 MPa和风机供气压力0.2 MPa，全尘与呼尘的降尘效率可分别达到90.06%和75.91%。研究成果可为矿井湿式除尘系统的优化及应用提供理论参考。

  文献引用：江丙友，张琦，朱志辉，等.湿式除尘器中气水喷雾降尘效果试验研究[J].金属矿山，2023（7）：82-90.

  成果概要：为降低连采面粉尘浓度，对加入抽、压风口垂直下偏角对降尘效果的影响规律进行了研究。以红柳林煤矿25211工作面为例，将压风筒直径、压风口水平偏转角、压风口垂直下偏角、抽风筒直径、抽风口水平偏转角和抽风口垂直下偏角等6个参数作为风流调控参数,通过数值模拟获取了不同风流调控参数调控后的粉尘浓度数据。基于响应曲面法和粒子群优化算法，以司机位置处和呼吸带高度粉尘浓度为优化目标，获得了连采面最佳风流参数。研究根据结果得出：加入抽、压风筒垂直下偏角,改变压抽比和压风筒距尘源的位置，粉尘浓度均降低；工作面与连采机之间的作业空间内，巷道下部粉尘浓度高于上部粉尘浓度；在距迎头40 m巷道范围内，粉尘浓度呈现出先逐渐增加后逐渐减小的变化趋势；各参数对司机位置处和呼吸带高度的粉尘浓度影响程度分别为βddαβ、dαdββα；通过上述分析获得的连采面最佳风流参数为=0.9 m、=1.1 m、=0°、=1°、=10°、=8°。经调控后司机位置处粉尘浓度由297.09 mg/m降低到134.98 mg/m，降低了54.57%；呼吸带高度粉尘浓度由217.35 mg/m降低到86.50 mg/m，降低了60.20%，大大降低了巷道内粉尘浓度，实现了连采面粉尘的高效防控。

  文献引用：邱进伟，邹云，吕逸飞.连采面压风口和抽风口风流调控下除尘效果分析[J].金属矿山，2023（7）：91-98.

  成果概要：为解决现有矿用湿式除尘器脱水效果差、体积大等问题，研发了一种由特制叶轮、防堵喷头、导流叶片、防爆电机、一级脱水器、二级脱水器等组成的湿式涡旋除尘器，通过内部五重粉尘捕捉和三重脱水过程，实现含尘气流的高度净化。除尘器集高能吸风、旋流捕尘、双级脱水三效合一，特制叶轮既作为动力部件又作为雾化和捕尘部件，整体结构极致简约、一体化。利用搭建的除尘器净化性能测试试验平台，开展了湿式涡旋除尘器除尘和脱水性能测试，研究了不同耗水量下除尘器的脱水效果及对不同浓度粉尘的除尘效果。根据结果得出：随着耗水量和粉尘浓度增加，除尘器除尘效率先增加后减小，且当耗水量为1 m/h时，全尘和呼尘的平均除尘效率最佳,分别达到95.8%和88.6%以上；随着耗水量增大，除尘器脱水效率整体呈递增的变化趋势,平均脱水效率达到95.5%以上。研究结果可为所研发的湿式涡旋一体式除尘器的进一步推广应用提供理论依据。

  文献引用：胡胜勇，孙健，郭舒云，等.矿用湿式涡旋一体式除尘器净化特性[J].金属矿山，2023（7）：99-105.

  成果概要：随着采矿作业的机械化、自动化水准不断提升，井下环境越来越复杂，为开展矿井空气净化研究，探究尿素脱硝除尘技术对井下多相污染物治理效率的影响，自主搭建了小型试验台模拟受限空间多相污染物扩散系统，采用响应面中心复合试验法建立二次回归方程分析试验因素之间的交互作用，确定了最佳参数。根据结果得出：尿素溶液质量分数对脱硝率影响程度最高,同时能提高除尘率；供气压力影响喷嘴雾化效果，对污染物治理影响显著，供气压力过大会降低污染物的治理效率；尿素含量增加，溶液黏度增大，NO和NO的液相扩散系数和溶解度下降,脱硝效率受限，但对PM10粉尘治理有一定的作用；两个因素的交互作用对污染物治理均有不同程度的影响，对脱硝率和PM10除尘率的影响显著，对PM2.5除尘效果贡献度较小;响应面分析确定的最佳配伍参数为尿素溶液质量分数6.471%、供气压力0.603MPa，根据试验操作得到的治理效率与预测值基本一致。该研究可为进一步净化受限空间多相污染物提供理论依照和数据支撑。

  文献引用：陈曦，李伟超，葛少成，等.井下受限空间尿素脱硝除尘参数优化试验研究[J].金属矿山，2023（7）：106-112.

  成果概要：未解决掘进工作面粉尘污染严重的问题,运用COMSOL软件对某矿1019掘进工作面进行了几何模型构建，并基于k-ε湍流模型和流体流动颗粒跟踪模型，计算了在压入式和长压短抽通风方式下的速度切面、风流流线分布以及粉尘粒子的运移轨迹，分析了两种通风方式对粉尘粒子运移的影响，并研究了掘进工作面在两种通风方式下的粉尘运移规律。根据结果得出：压入式通风方式下，由压风筒将新鲜空气压入巷道内，迫使掘进工作面的粉尘随风流排出巷道，导致掘进机前方区域风流曲线非常密集形成多处涡流导致粉尘粒子在涡流处聚集，同时部分粉尘粒子沉淀在巷道底部，还有部分粉尘粒子沿右侧巷道壁面向后方移动，其控尘效果较差；长压短抽通风方式下，两风筒前方区域速度较大，且压风筒和抽风筒之间风流流线密集；压风筒吹出气流裹挟粉尘粒子移动，同时利用抽风筒的抽吸作用将粉尘粒子吸入排出巷道，与压入式通风方式相比长压短抽的降尘效果更好。

  文献引用：荆德吉，阚琦笙，张天，等.掘进工作面不同通风方式的粉尘运移规律研究[J].金属矿山，2023（7）：113-119.

  成果概要：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。根据结果得出：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所组成，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 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。

  文献引用：王天暘，石晶，周玉竹，等.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[J].金属矿山，2023（7）：120-128.

  成果概要：为有效解决抑尘剂在露天使用的过程中易受大气降水侵蚀而导致有效组分流失、有效抑尘作用时间短的问题，提出了一种基于多孔材料的抑尘组分缓释性能的研发思路，确定了抑尘组分吸附率和缓释率的性能评估指标，并设计了对应的室内标准测试方法。采用尼龙滤布包裹30～40目粒径的多孔材料20 g，在质量浓度0.5%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液中完全浸泡90 min后取出进行干燥，将多孔材料吸附溶质质量占总溶质质量的百分比作为吸附率；将吸附溶质的多孔材料完全浸泡在纯水中10 min后取出进行干燥,将溶解到水中溶质的质量占总吸附溶质质量的比值作为缓释率。选用活性炭进行了应用试验，根据结果得出：基于多孔材料的抑尘剂组分具有吸附和缓释功能，选用的吸附率、缓释率测试指标及其测试方法合理可行，所构建的标准测试试验方案拥有非常良好的可操作性，试验测试结果反映出活性炭拥有非常良好的抑尘剂吸附和缓释性能。

  文献引用：李明，殷婉捷，唐纳德，等.基于多孔材料的抑尘剂组分缓释性能测试方法[J].金属矿山，2023（7）：129-134.

  成果概要：针对综掘工作面空间狭小、产尘量大、二次扬尘污染严重等问题，以玉华煤矿柴家沟井4-2煤层42221综掘工作面为例，实测分析了综掘巷道沿程粉尘分布规律，提出了基于通风和重力降尘理论的综掘工作面气雾涡旋降尘技术。结合气水喷雾降尘和离心力降尘，设计了可并联装配的气雾涡旋发生器，阐述了不同粒径粉尘在气雾涡旋发生器中的运动规律；采用模块化设计思路，设计了由风流捕集、初级过滤、气雾团聚、涡旋分离、重力卸灰及二次气雾6个模块组成的综掘工作面气雾涡旋降尘装置。采用试验测试方法分析了气雾涡旋降尘装置中供水供气压力对降尘效率的影响，并研究了降尘效率与气水比、液气比的关系。根据结果得出：随着与掘进头处距离的增加，42221综掘巷道生产期间沿程粉尘浓度逐渐减小。全尘降尘效率随着供水压力和供气压力增大而升高；呼尘降尘效率随着供水压力增大而升高，随着供气压力增大先升高后降低；处理风量随着供水和供气压力增大而增大；液气比随着供水压力增大而增大，随着供气压力增大而减小。当供水压力和供气压力为0.4 MPa(即气水比为1)或液气比控制在0.070～0.075时，气雾涡旋降尘装置的综合性能最佳。经现场应用，柴家沟井42221综掘巷道平均降尘率约88%。

  文献引用：司俊鸿，王昊宇，霍小泉，等.综掘工作面气雾涡旋降尘技术探讨研究及应用[J].金属矿山，2023（7）：135-141.

  成果概要：在矿山、冶金等行业中,金属滤袋除尘器因其体积小、能在更高过滤风速下使用而得到普遍应用。而高过滤风速状态下的金属滤袋除尘器内部流场存在过滤气流紊乱、流场分布不均匀等问题，导致滤袋顶端粉尘堆积、清灰失效，限制了其稳定运行及优势发挥。采用流体动力学软件CFD-Fluent对高过滤风速状态下除尘器内部流场进行数值模拟发现，当进风速度由4.5 m/s增至8.9 m/s时，滤袋上部处理风量增幅由1.97%增至4.76%，流场分布均匀性较差。据此,设计并制作了Ⅰ型导流板(2块矩形板,对齐滤袋放置)和Ⅱ型导流板(3块矩形板,对齐滤袋间隔放置)，并将每种导流板模型与水平面呈0°、10°、20°放置。通过对比分析6种优化方案下的气流运动特性、滤袋表面速度以及流量分配系数，进行了流场均匀性优化评价。根据结果得出：① Ⅱ型导流板安装模型优化效果优于Ⅰ型，随着安装角度增大，滤袋底部受到气流冲击增大，优化效果逐渐减弱；② Ⅱ-0型导流板优化效果最佳,能使滤袋表面平均速度标准差降至0.209 8，降幅47.4%，使流场综合流量不均幅值降至0.003 4，降幅69.2%。上述研究结果为金属滤袋除尘器在高过滤风速下处理烟气时的结构优化设计提供了理论依据。

  文献引用：颜翠平，李世龙，毛文浩，等.金属滤袋除尘器流场特征研究和优化[J].金属矿山，2023（7）：142-152.

  成果概要：掘进作业中产生的粉尘若不能及时地稀释并排出，容易形成积聚现象，对作业人员的身体健康造成极大的危害。研发了一种适合于金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定组合装置，并在山东省某金矿-300 m水平探矿穿脉独头作业面进行了试验。根据结果得出：引入该装置后,随着掘进作业推进，在不变更原局部通风机台数和型号的情况下，通过对风筒内的风压和风量进行可控式补偿，作业面排尘风速从始至终维持在0.36 m/s左右，满足《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423—2020)的相关通风设计的基本要求。该装置实现了局部通风机风量补给和测定一体化，较好地解决了因掘进距离变长、通风阻力增大造成经柔性风筒送达工作面风量减小以及风量测定安全性低、精准度差的问题，对于改善井下作业环境、保障金属矿山独头掘进安全生产具备极其重大意义。

  文献引用：周伟，李刚，贾敏涛，等.矿用局部通风机风量补给及测定组合装置研发及应用[J].金属矿山，2023（7）：153-158.

  成果概要：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。研究根据结果得出：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%，大大降低了井下粉尘浓度,保障了人员健康。

  文献引用：佟林全，贾鑫，孙凯，等.引射分级气动喷雾降尘技术探讨研究及应用[J].金属矿山，2023（7）：159-167.

  《金属矿山》由中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司和中国金属学会主办，主编为中国工程院王运敏院士，现为北大中文核心期刊、中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊）、中国精品科技期刊（F5000顶尖学术论文来源期刊）、中国百强报刊、RCCSE中国核心学术期刊（A）、中国期刊方阵双百期刊、国家百种重点期刊、华东地区优秀期刊，被美国化学文摘（CA）、美国剑桥科学文摘（CSA）、波兰哥白尼索引（IC）、日本科学技术振兴机构数据库（JST）等世界著名数据库收录。主要刊登金属矿山采矿、矿物加工、机电与自动化、安全环保、矿山测量、地质勘探等领域具有重大学术价值或工程推广价值的研究成果，优先报道受到国家重大科研项目资助的高水平研究成果。根据科技部中国科技信息研究所发布的《2024中国科技期刊引证报告（核心版）》，《金属矿山》核心总被引频次位列26种矿业工程技术学科核心期刊第1位；根据中国知网发布的《中国学术期刊影响因子年报》（2024版），《金属矿山》学科影响力位居73种矿业期刊第9位。