成果简介：

巷/隧道普遍采用的喷雾降尘技术对粉尘防治起到了重要作用，但喷雾对呼吸性粉尘的捕集效率低，且在干旱缺水、地质松软的地区难以适用。干式滤筒过滤除尘技术是利用抽出式风机将含尘气流吸入除尘箱体（吸尘阶段），通过滤筒的筛滤等作用将粉尘从气流中分离（过滤阶段），采用周期性的脉冲喷吹将捕集于滤筒表面的尘饼剥离（清灰阶段），进而实现风流的连续净化，具有呼尘净化效率高、运行不耗水、二次污染小等优势。然而，在巷/隧道空气湿度大、粉尘浓度高、作业工序复杂的施工环境下，矿用干式过滤除尘器还普遍存在吸尘效果差、阻力上升快、清灰效率低、随掘移动难等重大共性难题，导致除尘效率不高、生产工序匹配困难，无法充分发挥干式过滤除尘的技术优势。针对上述难题，团队从掘进工作面粉尘时空分布规律出发，在滤筒结构及材质、清灰策略及装置、布设模式及控制系统等方面开展了系列创新性研究，形成了高效的干式过滤除尘技术与成套装备，提高了巷/隧道掘进领域的粉尘防治技术水平。

创新要点：

（1）创新点1：构建了掘进工作面粉尘颗粒蒙特卡洛追踪模型，开发了粉尘运移全过程可视化计算软件，确定了全粒径粉尘的分层悬浮量和分流沉积量，突破了掘进工作面粉尘时空分布难以精准预测的瓶颈，实现了巷/隧道生产工序下干式过滤除尘装备布设与通风工况参数相匹配的量化设计。

（2）创新点2：研发了全尺寸矿用干式过滤除尘实验平台，确定了巷/隧道模拟环境下滤料材质等因素对过滤阻力和除尘率的定量影响关系；首次提出了指导滤料选型的工程滤径及其计算模型，研发了聚四氟乙烯镀层不燃抗静电金属基复合滤料，研制了梯形褶结构滤筒，单位体积滤筒的过滤面积增大了1.7倍，攻克了易燃易爆环境下除尘装备安全高效过滤的难题。

（3）创新点3：建立了滤料清灰后残留过滤阻力的通用计算模型，定义了残留尘饼均匀度及其判断标准，发明了单滤筒内置柱锥体强化脉冲喷吹、单排滤筒均匀脉冲喷吹、多排滤筒正跳序组合脉冲喷吹等协同清灰方法，研发了低黏度惰性粉体预涂层技术，攻克了环境高湿、粉尘高黏条件下尘饼不易剥离的难题。

（4）创新点4：集成创新了花板阶梯式干式除尘成套装备，提出了风幕-集尘罩-除尘器联用的气流控制方法，发明了自密闭主动卸灰技术，研制了除尘系统运行参数实时监控与高温异常报警闭锁系统，研发了适应掘进工作面现场施工工序的支撑式、悬挂式等多种干式过滤除尘系统布设模式，实现了除尘装备高效控尘与便捷运行。

应用前景：

研究成果在江苏超顶环保设备有限公司、盐城市兰丰环境工程科技有限公司、徐州赛孚瑞科高分子材料有限公司等高新科技企业实现了技术转让与转化，推进了干式过滤除尘技术在江苏、内蒙古、陕西、山西等18个省（自治区、直辖市）150余座煤矿累计600余个工作面及30余个隧道的应用，推动了我国粉尘防治的科技进步。该成果应用前景广阔，可在煤矿巷道、高铁地铁隧道等地下空间以及水泥、钢铁、烟厂等生产企业中使用。

成果评价或获奖情况：

（1）获得2021年江苏省科技进步一等奖。

（2）中国煤矿尘肺病基金会评价该成果是煤矿掘进工作面粉尘治理技术的重大创新。

（3）入选国家安全监管总局、国家煤矿安监局联合发布了《煤矿安全生产先进适用技术装备推广目录》。