科技决定山西未来发展，创新引领三晋转型升级。作为科技创新体系的重要组成部分，重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高质量发展的重要科技力量。近年来，按照省委省政府战略部署，山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴产业集群发展，不断加大扶持力度和建设水平，涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室，为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。

　　为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展战略，展现山西发展的新领域、新动能、新优势，本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室，用生动的笔墨、精彩的镜头，多角度、近距离记录实验室建设发展成效，多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事，多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科技创新的礼赞，以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来，为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。

　　提到煤矿杀手，大家脑海中大概率会浮现“瓦斯爆炸”“透水”“坍塌”等字眼，其实在这些灾害背后还隐匿着一位非常可怕的“杀手”——粉尘。十几年来，粉尘造成的煤工尘肺病例的数量接近职业性尘肺病总量的一半，致死人数也远超煤矿生产事故死亡人数。面对这个影响煤矿安全生产与职业健康的头号“元凶”，身为煤炭生产大省，我省很早以前就展开了“擒凶”技术探索，为此还专门成立了煤矿粉尘智能监测与防控山西省重点实验室（以下简称“实验室”），通过关键技术与装备的研发，用科技手段遏制煤矿“隐形杀手”，构筑安全屏障，服务地方经济、社会发展。

　　在太原科技大学实验室大楼外，有条突兀的玻璃长廊横于楼前。看到的人无不好奇：建筑师为何将走廊安置在这里？更加奇怪的是，走廊的尽头不是门，而是一个巨大的鼓风装置。

　　据实验室科研人员介绍，该平台就是把矿井巷道搬上地面，在其内部安装上各种实验设备，监测与评估不同治尘设备在巷道中工作的实际效果。近些年，实验室在这里开展了微雾抑尘原理研究，得出了喷雾参数与粉尘特征参数相关性对相互之间润湿、凝并、捕获、沉降的内在影响机理，提出了抑制呼吸性粉尘的内在因素和动力。

　　利用该平台，科研人员还改进开发了新型云雾喷嘴，解决了采煤机内喷雾喷嘴堵塞问题，研制了气水组合喷雾模块，能喷出浓密的微雾体，且不受工作面微环境的影响，实现了15米以上远距离喷雾，抑尘效果良好；提出主动控尘、立体治尘方法，从产尘源头解决粉尘问题。治尘装置坚固耐用、喷头布局合理、维护方便、不影响采煤操作，解决了综采工作面截割粉尘治理的难题。《不同煤质在不同工况的降尘关键技术与装备研究》获得了2020年度山西省科技进步奖二等奖。

　　相关成果应用后，有效地降低了井下煤尘浓度，提高了井下能见度，明显改善煤矿作业条件和环境，提高了从业人员的健康水平。

　　除了这条模拟巷道的实验平台，实验室还构建了一个集数字化、信息化、智能化于一体的煤矿粉尘智能监测与预警技术系统。

　　该系统从源头治理出发，在粉尘的预防与检测方面，为煤矿粉尘防控及职业安全健康提供技术支撑。实验室科研人员将煤矿生产过程中的粉尘作为研究对象，统筹考虑煤矿井下采掘、移架、放煤口、转载、破碎、片帮（垮落）、装运、回风巷、进风巷、总回风巷、打钻、拌料、上料、喷浆、爆破等各个作业环境，将相关数据导入系统大样本群库，结合高精度监测、智能传感传输等技术，进行理论分析、实验室模拟、数值模拟计算、现场试验，开发了精准防控和职业健康智能预警模型及系统，为煤矿职业安全健康智能预警提供基础。

　　目前实验团队基于该系统，完成多项独创性研究。其中，实验室通过建立24小时实时在线监控功能，实现了对导致尘肺病的呼吸性粉尘质量浓度、毒性等参数的采集，结合人员累计接尘时间、接尘量、粉尘物化特性等指标，应用已有的尘肺病研究成果，建立了尘肺病预警指标体系及判识模型。在此基础上，实验室建立了煤矿粉尘危害预警系统，实现粉尘危害预警，促进粉尘防治措施的优化，科学指导粉尘防治及尘肺病的监测与管理，为构建煤矿无尘化作业与高浓度粉尘分源精准防控技术体系，为打造无尘化智慧煤矿及全省煤矿产业集群化发展打下了坚实基础。

　　模拟巷道实验平台与智能预警模型系统有效地提高了实验室科研实力。实验室科研人员通过预警系统分析研判生产中遇到的技术难题，并给出解决方案，再通过模拟巷道验证方案，最后，在企业进行实际生产验证，形成了一条从科研到实践的技术产业闭环。这种“现场试验结合—反馈—修正”的科学研究方法，为行业产学研发展提供了新思路。

　　在这种研发模式推动下，近年来实验室相继推出多个重大成果转化项目。其中实验室团队开展的喷嘴及喷雾器结构、雾化规律的数字化定量原创性研究，分析了不同来源粉尘适配于喷嘴及喷雾器、雾化规律的降尘效果，尤其是呼吸性粉尘降尘效果研究。《采煤工作面粉尘治理关键技术及规范研究》获2018年度山西省科技进步奖二等奖。实验室与中国矿业大学（北京）清洁能源与环境工程研究所将成果转化为系列化抑尘剂，生产能力达到年产500t。

　　实验室一直积极推动科研成果下井实践生产，煤矿企业采用实验室改进的防尘技术及装置后，由于节约喷水而使原煤的水分降低大约0.20%～0.50%，煤的发热量由此提高大约50～150kC，售价相应提高大约2～5元/t，按煤矿年产量300万t计算，每年可以提高煤炭售价大约600～1500万元。

　　此外，使用该技术降尘可以减少管道、仪器仪表、电机等设备因为混入粉尘造成的磨损，从而增加设备使用寿命，煤矿每年因此节省开支大约200～350万元，有效改善生产环境同时提升了企业生产利润。

　　近年来，随着我省持续深化能源，加快释放煤炭优质产能，推进智慧矿山建设工作，各界对于煤矿粉尘监测与防控提出了更高要求。为了完成煤矿企业的各项技术需求，实验室组建了一支以博士为主、中青年为骨干、富有创新精神、团结协作、朝气蓬勃的科研队伍。太原科技大学赵振保教授担任实验室主任，中国矿业大学（北京）武强院士担任学术委员会主任。在他们带领下，实验室不断根据企业实际需求，研发改进了多种抑尘设备。

　　实验室科研团队多次受邀为煤矿企业进行井下粉尘防治指导，有针对性地进行技术改进，从根本上解决矿井空气污染问题，在完成稳产保供任务同时，确保矿山从业人员免受“尘肺病”困扰，提高煤炭产业全要素生产率和本质安全水平。

　　赵振保表示：“煤矿粉尘抑尘关键技术与防控装备是实现煤矿粉尘源头治理、无尘化作业的核心保障。未来实验室将专注煤矿粉尘抑尘关键技术与防控装备研究，重点围绕粉尘源头无尘化作业、采掘与锚喷重点尘源精准防控，研发高效、智能、精准防控技术装备，构建煤矿无尘化作业与高浓度粉尘分源精准防控技术体系，为实现煤矿无尘化作业与作业环境的无尘化提供依据。为进一步保障国家能源安全，确保完成我省煤矿稳产保供任务，稳定煤炭供需平衡，促进煤炭行业健康发展作出更大贡献”。