针对综掘面风流瓦斯及粉尘气固耦合下风流状态不能智能调控造成瓦斯粉尘聚集和污染隐患无法有效解决的瓶颈问题,在揭示综掘面风流瓦斯及粉尘气固耦合运移机理基础上,研发了风流智能调控降尘技术及装备。主要创新如下:揭示了风流瓦斯及粉尘气固耦合运移机理及分布规律,建立了风速瓦斯和粉尘浓度预测评价及风流智能调控降尘机制,研发了软件系统;研制出首台风流智能调控降尘装置及首套风流瓦斯粉尘实时监测及智能调控降尘数字孪生系统的示范平台;研发出井下用的风流动态调控装置,在柠条塔矿进行了应用示范。
相关技术及装备于2020年12月在柠条塔矿S1202综掘面进行了实际应用,结果表明:风流场得到了优化,降低了瓦斯浓度,回风侧隐患区域粉尘浓度较调控前降低了40.8%以上。项目成果减少了瓦斯粉尘爆炸灾害事故所造成的人员伤亡和财物损失,降低了矿工患尘肺病所造成的经济负担。同时,降低了通风排瓦降尘设备及人员方面投入的生产成本;提高了掘进的速度和效率,增加了产煤量;有效降低粗放式大风量配置,节约了电费成本。
项目授权代表性专利6项,发表代表性论文4篇(SCI/EI收录3篇),中国煤炭工业协会对相关成果鉴定为:国际领先水平,具有广阔的应用前景。主要完成人中西安科技大学7人,陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司3人,双方在综掘面瓦斯及粉尘气固耦合环境下的风流智能调控降尘技术及装备方面进行了长期的合作研究,形成了共同的研究成果。