【中国煤炭报】甘做煤矿工人的“除尘器”——访第27 届孙越崎能源科技奖青年科技奖获得者王和堂

发布者:李秀发布时间:2018-12-27浏览次数:744

“粉尘不仅是一种重大灾害源,能够引发爆炸,还是造成尘肺病的元凶,是我国最严重、最普遍的职业危害因素之一。”谈起煤矿井下的粉尘防治工作时,中国矿业大学安全科学与工程学科副教授王和堂的神情多了几分严肃和坚定。

王和堂,是一位“85 后”,也是2018年孙越崎能源科技奖青年科技奖获得者。

王和堂立志将粉尘防治作为一生的研究方向,甘做煤矿工人的“除尘器”,努力为煤矿安全生产和矿工职业健康撑起一把伞。为此,他在煤矿作业场所粉尘防治理论与技术研究这条路上走得既稳又快,取得了丰硕的创新成果。

  

目标是解决井下防尘问题

“我只有不断提高自己的科研能力,才有可能更好地解决煤矿井下的防尘问题。”王和堂说。

本科毕业后,王和堂放弃了高薪就职的机会,义无反顾地选择到中国矿业大学安全技术及工程专业继续深造。

刚过而立之年的王和堂,在科研的道路上疾步前行。他提出自吸空气—发泡剂旋流产泡原理与方法,研发了自吸空气式泡沫抑尘系统,为综采(放)工作面截割粉尘防治提供了原创技术;提出综掘工作面降—隔—抽一体化除尘方法,解决了大断面岩巷/半煤岩巷综掘工作面高浓度粉尘治理难题。

他发明了量化评估降尘剂湿润粉尘能力的方法及测试装置,还和他的导师王德明一起研发了承压水基泡沫环形喷射抑尘技术,为综掘工作面(尤其是高突矿井煤巷掘进)粉尘高效防治提供了关键技术。

此外,由王和堂主创研发的煤矿井下泡沫高效除尘方法与技术已在淮北、枣庄、淮南、朔州、宁东、平顶山等地的几十处国有重点煤矿成功应用,有效防治了粉尘危害,保障了矿工职业健康和煤矿安全生产,收到了显著的社会效益和经济效益。

  

喜欢琢磨,创新防尘技术

王和堂喜欢琢磨。

“我们在理论研究和实践中发现,综采(放)工作面粉尘量约占煤矿粉尘总量的60% ,是井下粉尘危害的重灾区。其中,采煤机割煤时产尘最多。”王和堂说。

2012 年,他将目光瞄准了综采(放)工作面截割粉尘防治新技术的研发。王和堂研究发现,目前已有的采煤机内外喷雾不能彻底除尘。他开始设想能不能用表面积大、湿润和黏附能力强的水基泡沫在采煤机割煤处直接抑尘。

“但是,采煤机上铺设的压风管路受到限制,无法提供压缩空气来制备泡沫,传统的电动定量泵在采煤工作面存在安全隐患。”王和堂说。

面对这一难题,王和堂边思考边大量查阅资料。在一次研读国外学术论文时,他看到其他领域有使用高压力水射流从外部环境中吸收空气的内容。他大胆设想,能否研究一种自吸空气—发泡剂旋流产泡原理与方法,研发一套无需额外提供压缩空气的自吸空气式泡沫抑尘系统。

王和堂兴奋地将这一设想告诉王德明。王德明鼓励王和堂先从最基础的数据推算和理论推演入手,将这一设想变成现实。王和堂泡在实验室里,一次次进行推算、验证,终于得出了可行的结论。他开始将这一设想进行试验,带着师弟蹲守在实验台,设计发泡装置。

2012 年,王和堂跑了多家机械厂订做他设计的试验装置,却一再碰壁。“ 我们做的试验装置利润很少,一般工厂都不愿接单。”王和堂说,“但是,我们仍怀揣希望,东奔西走。终于,有一位减速机厂的工程师愿意为我们制作这个装置。”

有了这个装置,王和堂的研究得以顺利推进。当年冬天,他便带着实验成果,和几个师弟在安徽淮北矿业集团朱仙庄矿进行工业性试验,煤矿全部粉尘和呼吸性粉尘抑制效率达到85%和80%以上,耗水量较喷雾降尘工艺减少60%至80%,显著改善了矿工的劳动环境。

终于,自吸空气式泡沫抑尘系统研发成功。该系统实现了从供压风发泡到自吸环境空气产泡的转变,解决综采(放)工作面截割粉尘防治难题。该发明获得中国职业安全健康协会科学技术奖一等奖。

  

继续前行,助力职业健康与安全

从事煤矿安全工程工作后,王和堂年均下井20 次以上,在井下与矿工一同干活、吃饭成为他的工作常态。

“到井下现场可以了解更多技术需求,泡在实验里可以推演出一组又一组的数据,对我的研究很重要,我也很愿意这样做。”王和堂开心地说。

他参与研发的承压水基泡沫环形喷射抑尘技术,实现了承压泡沫在掘进机动态截割作业过程中对环状尘源的覆盖与包裹,抑尘效率达85% 至92% ,且发泡剂使用浓度仅为0.1% ,已在全国40 多处国有重点煤矿成功应用。

“我能在名师门下求学,能为煤矿安全生产问题提供解决方案,为矿工的职业健康与安全铺出一条光明大道,再苦再累都值得。”王和堂说。王和堂认定了煤矿粉尘防治与职业健康这条科研道路,并将在这条道路上继续前行。


新闻来源:《中国煤炭报》2018年12月25日 刘勇 李秀摄影:责任编辑:李秀审核:刘尊旭

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