为加强鄂尔多斯市矿山通风安全与粉尘治理水平，响应国家关于矿山通风安全与职业健康的战略部署，“矿井智能通风与粉尘高效治理鄂尔多斯市标志性创新团队”项目于2025年6月正式启动。项目由辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院牵头组织，团队负责人为国家级青年人才高科教授。团队聚焦矿山智能通风与粉尘防治关键技术攻关，构建矿井智能通风“精准感知-智能决策-精准执行”体系，开发热动力灾害时期灾变应急协同控制技术，构建矿井韧性风网适灾机制与动态测度，揭示矿井粉尘污染演化规律，研发粉尘高效防治技术与智能化防控体系。通过产学研深度融合，预期建成并投入运行典型示范矿井产业化示范基地，同步搭建市级及以上科技创新平台，同时获授实用新型专利并制定发布团体标准。在此过程中，将培养博士、硕士研究生等高层次人才，发表高水平学术论文并获授软件著作权，最终攻克核心技术难题，成果推动鄂尔多斯矿区成为全国矿井通风智能化与粉尘治理标杆，为全球矿山安全提供“中国方案”。
项目背景
稳定可靠的通风系统是矿井安全生产的重要保障，而灾变情境下的应急控风则是减少人员伤亡、防止次生灾害扩大的最有效途径，高效粉尘防治是守护矿工职业健康与安全生产的核心防线。目前，矿井在通风与粉尘治理方面仍面临一系列关键技术难题，包括通风参数测定准确性不高、通风网络不能实时解算、灾变判识和控风决策时效性差、控风装备抗灾能力不足、除尘效率不高等。亟需摆脱矿井通风“人工观测→经验分析→人为调控”， 实现“精准感知→智能决策→自动调控”的智能化矿井通风系统，研发高速气雾-尘碰撞耦合动力学与高效雾化降尘技术装备。项目的实施将为鄂尔多斯及内蒙古主产煤区矿井通风系统效能提升和粉尘治理能力增强提供关键科技支撑，有效降低井下作业职业健康风险，推动绿色智能矿山建设，服务国家“双碳”战略目标的实现。
创新团队聚焦矿井采动风流参数的物联融合感知、热动力灾变条件下的通风调控与应急导航、高速气雾-尘碰撞耦合动力学与高效雾化降尘等关键技术，面向煤矿通风与灾害防治的核心问题开展系统研究，项目创新点主要包括：
（1）提出“算测协同”的全风网风流参数实时全覆盖数学模型，构建通风系统设备与风流场的虚实融合数字孪生模型，实现高镜像度的通风系统动态仿真与智能调控，研发风门、风窗、密闭结构、局部通风机及主通风机的区域/全域智能辅助决策方法，提升通风系统的实时响应与自适应控制能力；
（2）创建面向矿井通风的韧性风网理论框架，揭示风网空间结构在灾害或故障扰动下的演化机理，建立系统化的风网韧性评价指标与统一测度方法，并开发风网韧性智能优化技术。
（3）建立气雾-尘Level-set耦合三相流数值模型，揭示高速气雾与煤尘颗粒间的润湿与碰撞机理，研发具有超音速汲水虹吸效应的雾化降尘技术，突破传统降尘效率与防堵性能瓶颈，为矿井复杂环境下的高效粉尘控制提供新路径。
研究聚焦于矿井智能通风与粉尘高效治理技术体系构建，已开发形成基于高镜像度数字孪生的矿井通风系统智能管控与辅助决策成套技术，并在实际矿井中实现推广应用。项目提出了智能通风系统的数字孪生体系统架构，首创了面向矿井通风系统的阻变型故障诊断方法，形成了矿井通风动态协同运行系统，实现了按需供风及灾变条件下的智能决策与应急调控，突破了多风井高瓦斯矿井通风网络结构分析及相关软件工程化推广中的关键技术瓶颈。在粉尘治理方面，构建了面向采煤机作业区域的空间微米级多级多维雾化控尘技术体系，研发了液压支架负压卷吸式除尘器与全断面雾化引射喷雾器，创新开发了具有拉瓦尔结构的超音速活性喷雾除尘装备，为复杂环境下粉尘高效抑制与防堵提供了成套技术支撑。
高速气雾-尘碰撞耦合动力学与新型高效雾化降尘技术
矿井采动风流参数物联融合感知与数字孪生
动态智能通风系统调控理论及风网适灾韧性塑造研究
项目意义/应用情况
项目研发的矿井采动风流参数物联融合感知与数字孪生、矿井热动力时期灾变控制与应急导航技术、高速气雾-尘碰撞耦合动力学与新型高效雾化降尘技术，具备在实际煤矿巷道中开展应用验证的可行性，相关研究成果可在鄂尔多斯及内蒙古主要煤炭产区推广应用。项目的实施将显著提升矿井通风系统的运行效能与粉尘防控水平，降低作业环境中的职业健康风险，为“双碳”目标引领下的绿色矿山建设提供关键技术支撑，并预期产生良好的经济效益。灾变通风技术成果已在模拟巷道中完成验证，具备在煤矿企业开展通风系统智能化改造的工程基础，在鄂尔多斯地区，该技术可针对当地高瓦斯矿井、深部开采矿井的复杂通风条件，落地应用于井工煤矿的掘进面、回采工作面等关键区域，通过部署智能监测终端与动态调控系统，实现灾变工况下风量实时调配、风路自主切换，有效提升矿井抗灾能力。同时，技术转化有望推动辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院在技术咨询、装备升级及系统优化等方面的服务能力提升。此外，项目成果聚焦的热动力灾害应急导航与韧性风网力学模型等研究，将直接服务于鄂尔多斯矿区通风安全标准体系完善，为当地煤矿企业提供科学的灾害预警与通风优化方案，助力鄂尔多斯打造国家级矿山安全技术创新高地。
附：项目核心团队介绍
矿井智能通风与粉尘高效治理鄂尔多斯市标志性创新团队由国家青年人才高科教授负责，整合辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院学术团队、辽宁工程技术大学专家，形成“产学研用”一体化攻关团队。项目成果在鄂尔多斯神华集团等国内 200 余个煤矿及非煤矿山进行推广应用。团队将依托矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室，联合国家能源集团等企业，攻克矿井智能通风、憎水性粉尘治理等难题，研发同一批气幕-负压耦合除尘、智能风网动态调控等核心技术，显著提升了矿山通风系统的智能化水平及粉尘防治的科学化管理效能。
