地下金屬礦山袋式除塵器捕塵材料研究現(xiàn)狀及展望

摘要：袋式除塵器作為一種高效且適應(yīng)性強(qiáng)的除塵設(shè)備而被廣泛應(yīng)用，但在地下金屬礦山的實際應(yīng)用中容易出現(xiàn)濾袋黏結(jié)，接口處易破壞及濾灰、清灰效果不佳等問題，且存在整體設(shè)備體積大、不易移動的弊端。研究重點從地下金屬礦山環(huán)境特性，捕塵材料及其改良技術(shù)與評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行闡述。結(jié)果表明：地下金屬礦山作業(yè)環(huán)境及粉塵特性與其他工業(yè)場所差異較大；捕塵材料未來的主要研究方向為利用還原氧化石墨烯噴涂技術(shù)對PPS（聚苯硫醚）捕塵材料進(jìn)行改良，以及研發(fā)適用于地下金屬礦山的方法簡單、成本低的新型可重復(fù)的袋式捕塵材料；進(jìn)一步完善捕塵材料的綜合性能及實際應(yīng)用中的評價標(biāo)準(zhǔn)。研究為解決金屬礦山粉塵問題提供了更為切實可行的方案。

關(guān)鍵詞：金屬礦山；袋式除塵器；捕塵材料；評價標(biāo)準(zhǔn)；粉塵治理；環(huán)境特性

中圖分類號：TD714文章編號：1001-1277（2024）11-0104-07

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20241117

引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程加速，對金屬礦產(chǎn)的需求呈持續(xù)增長態(tài)勢。調(diào)查顯示，中國每年消耗的金屬礦產(chǎn)資源占全球金屬礦產(chǎn)資源消耗總量的50 %左右^［1］。為滿足不斷增長的市場需求，礦產(chǎn)企業(yè)加大了勘探和開采力度，從而使地下金屬礦產(chǎn)的開采強(qiáng)度持續(xù)增加。根據(jù)《中國礦產(chǎn)資源報告2023》，2023年中國銅精礦產(chǎn)量187.4萬t，增長5.8 %；鉛精礦產(chǎn)量149.7萬t，增長0.9 %；10種有色金屬產(chǎn)量6 793.6萬t，增長4.9 %^［2］。然而，地下金屬礦產(chǎn)開采強(qiáng)度的增加也導(dǎo)致了嚴(yán)重的礦井粉塵污染問題。新開采條件下，綜采工作面總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別可達(dá)4 000 mg/m3和1 100 mg/m3，掘進(jìn)工作面總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別可達(dá)3 000 mg/m3和1 200 mg/m^3［3］。由于金屬礦山粉塵含有較多的金屬元素和無機(jī)物，會對人體健康和設(shè)備造成損害^［4］。同時，地下采礦作業(yè)空間相對狹小，粉塵及有害氣體僅依靠自然通風(fēng)，擴(kuò)散能力較差、速度較慢，必須采用有效的除塵手段進(jìn)行治理，才能保證作業(yè)安全。

工業(yè)最常用的除塵方式主要為傳統(tǒng)濕式除塵法、干式除塵法（袋式除塵器）及高壓靜電除塵法3種^［5］。袋式除塵器和高壓靜電除塵法的除塵率可達(dá)90 %以上，而濕式除塵法的除塵率不足70 %^［6］。但是，高壓靜電除塵法在礦山實際應(yīng)用中，技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備的安裝、保養(yǎng)及維護(hù)成本較高，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。而袋式除塵器具有除塵效率高、性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、不受粉塵比電阻特性的影響等優(yōu)點^［7］，在化工、電力和冶金等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但在地下金屬礦山應(yīng)用較少。這是由于地下金屬礦山的塵源會隨著開采的進(jìn)行不斷變化，傳統(tǒng)袋式除塵器體積較大、拆裝困難，在礦井中移動不便，產(chǎn)生額外的運行成本。此外，金屬礦山粉塵含有大量金屬顆粒，如銅、鐵、鉛、鋅、金等顆粒，極易帶電，且顆粒呈不規(guī)則狀，邊緣相對尖銳，濾袋磨損較大，易破損。加之井下溫度及濕度高，濾袋易發(fā)生結(jié)露、糊袋的現(xiàn)象^［8］，清灰困難。清灰過程中，濾袋在大風(fēng)機(jī)風(fēng)速或風(fēng)力作用下濾口破壞，而遠(yuǎn)端濾袋仍可正常使用，造成資源浪費，同時能耗增加。濾袋作為袋式除塵器的核心部件，主要承擔(dān)過濾作用，因此迫切需要一種適用于地下金屬礦山的捕塵材料，推動袋式除塵器在地下金屬礦山中的高效應(yīng)用，有效治理地下金屬礦山粉塵。

本文基于地下金屬礦山特殊環(huán)境，對袋式除塵器捕塵材料相關(guān)研究成果進(jìn)行了梳理分析，包括捕塵材料、改良技術(shù)及評價標(biāo)準(zhǔn)等，以期為解決金屬礦山粉塵問題提供切實可行的方案。

1地下金屬礦山環(huán)境特性

由于地下金屬礦山與目前袋式除塵器廣泛應(yīng)用場所的環(huán)境及粉塵特性存在較大差別，所以將地下金屬礦山與冶金、化工等工業(yè)場所的環(huán)境與粉塵特性進(jìn)行對比，為地下金屬礦山袋式除塵器捕塵材料的選擇提供依據(jù)。

1.1作業(yè)環(huán)境

地下金屬礦山作業(yè)環(huán)境為地下自然環(huán)境，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，且作業(yè)環(huán)境隨地質(zhì)變化而不斷變化，同時作業(yè)區(qū)域大多處于高濕及通風(fēng)條件較差的環(huán)境中。相對而言，其他工業(yè)場所通常在建造的工廠內(nèi)，受地形和自然環(huán)境的影響較小，作業(yè)環(huán)境相對穩(wěn)定且可控。不同工業(yè)場所環(huán)境對比見表1。

工業(yè)場所環(huán)境的差異，顯著影響袋式除塵器捕塵材料的選擇。從表1可以看出：相較于其他工業(yè)場所，地下金屬礦山的工作溫度較低且濕度較高，腐蝕和磨損情況較為嚴(yán)重。這是由于地下金屬礦山通常位于較深的地下且逐步向更深部發(fā)展^［9-10］，以金礦為例，現(xiàn)階段淺部黃金資源量下降明顯，金礦床開發(fā)深度越來越深，國內(nèi)數(shù)十座金屬礦山采深已達(dá)1 000～1 400 m^［11］，因此開采過程中會出現(xiàn)地下水滲透，濕度增加，同時也可能攜帶一些礦物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)。此外，開采的礦石中通常含有硫、鐵等金屬元素，這些元素在與水和氧氣接觸時會形成硫酸、鐵氧化物等腐蝕性化合物。地下金屬礦山的工作環(huán)境與冶金工程相似度較高，加上袋式除塵器在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，因此，在選擇捕塵材料時，可以參考袋式除塵器在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗，優(yōu)化地下金屬礦山袋式除塵器的捕塵材料。

1.2粉塵特性

粉塵的塵源、粒徑、密度和化學(xué)成分等特性會直接影響捕塵材料的捕塵效率和壽命。地下金屬礦山與其他工業(yè)場所的粉塵特性差異較大，源于不同作業(yè)環(huán)境和工藝流程。地下金屬礦山的粉塵通常含有大量金屬顆粒，化學(xué)成分復(fù)雜，極易呈酸堿性且具有腐蝕性；而其他工業(yè)場所，冶金領(lǐng)域的粉塵可能富含氧化物，化工領(lǐng)域的粉塵可能包含化學(xué)殘余物。不同工業(yè)場所粉塵特性對比見表2。

從表2可以看出：各應(yīng)用場所塵源、粉塵特性也存在較大差異。地下金屬礦山的粉塵粒徑分布范圍較大，為0.1～100 μm，這是由于地下金屬礦山工作場所及產(chǎn)塵環(huán)節(jié)較多，且塵源復(fù)雜。例如：在爆破環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量細(xì)小粉塵，粒徑通常為 0.1～10 μm；破碎環(huán)節(jié)則會產(chǎn)生較大粉塵，粒徑為1～100 μm。地下金屬礦山粉塵密度較大，為2.5～7.5 g/cm3，這是由于粉塵中通常含有較高密度的金屬元素，如鐵、銅、鉛等，且井下空間狹小，自然通風(fēng)條件和其他工業(yè)場所相差很大，粉塵無法通過自然通風(fēng)擴(kuò)散排出。地下金屬礦山粉塵的主要成分與冶金工程相似度較高，主要為金屬礦物顆粒、硅酸鹽，其中，金屬礦物顆粒呈不規(guī)則狀，邊緣尖銳，會對濾袋造成磨損，而酸性硅酸鹽會對濾袋產(chǎn)生腐蝕，并且部分金屬顆粒如鐳、鈾等有一定放射性。如果不進(jìn)行有效治理，會對人體造成巨大傷害，因此在選擇地下金屬礦山袋式除塵器捕塵材料時，不僅要求高捕塵范圍和捕塵效率，還要具備很好的耐磨損和耐腐蝕性能，必要時還要具備一定的吸收放射性物質(zhì)的功能。

2捕塵材料

濾袋作為除塵器的核心部件，其材料直接影響袋式除塵器的捕塵效率，從而影響袋式除塵器的整體性能。地下金屬礦山環(huán)境復(fù)雜，塵源及粉塵特性與其他工業(yè)場所相差較大，現(xiàn)有捕塵材料在地下金屬礦山的使用過程中，極易出現(xiàn)濾袋破損和黏結(jié)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其使用效果。因此，捕塵材料在保證捕塵效果的同時具有較長使用壽命極其重要?，F(xiàn)有捕塵材料對比見表3。

從表3可以看出：各捕塵材料存在較大差異，使用溫度均可滿足地下金屬礦山工作環(huán)境，且玻璃纖維、PPS、PTFE及P84等4種材料同時具有較好的耐高溫及耐化學(xué)腐蝕性能。其中，玻璃纖維強(qiáng)度低；PTFE及P84使用溫度更高，但合成工藝復(fù)雜，成本較高，不易推廣及應(yīng)用；PPS雖使用溫度相對低，但具有很好的耐磨損性能，成本較低，并且在地下金屬礦山中，對水解性能要求并不高。因此，在選擇捕塵材料進(jìn)行改良時，可優(yōu)先考慮PPS基底。

3改良技術(shù)

隨著開采強(qiáng)度的增加和相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，現(xiàn)有捕塵材料性能已無法完全滿足工業(yè)場所的使用要求。針對此現(xiàn)象，國內(nèi)外諸多學(xué)者研發(fā)了一系列新型材料，或?qū)ΜF(xiàn)有材料進(jìn)行改良從而滿足各工業(yè)場所使用要求。研究發(fā)現(xiàn)，在同等試驗條件下，新材料表現(xiàn)出的捕塵效率均超過普通濾袋材料。然而，新材料制備所需原材料較多、工藝復(fù)雜、成本高，制約了其在實際生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。相較之下，對現(xiàn)有材料的改良雖然捕塵效率遜于新材料，但差距不大。更重要的是，改良后的材料制備工藝簡單，所需原材料多為市場上常用的材料，易獲取，成本較低。此外，現(xiàn)有材料在實際環(huán)境中已有一定的研究基礎(chǔ)，便于推廣和廣泛應(yīng)用。

3.1涂覆材料

EUIJIN等^［16］通過濾袋表面電噴霧碳納米粒子提升濾袋的捕塵效率，與未涂層濾袋相比，涂層濾袋在所有顆粒范圍內(nèi)均表現(xiàn)出更高的過濾性能。PARK等^［17］采用泡沫涂層法在玻璃纖維表面沉積PTFE涂層得到PTFE泡沫涂層復(fù)合捕塵材料，其可在高溫場所（250 ℃）持續(xù)工作。CHEN等^［18］對玻璃纖維進(jìn)行后處理改性，表面沉積了一層FEP/PTFE 涂層，獲得的復(fù)合材料的透氣性更好，壽命更長。李素勤等^［19］利用聚PTFE分散液為涂層劑，對PPS捕塵材料進(jìn)行涂層后處理，試驗結(jié)果顯示，復(fù)合材料表面纖維結(jié)構(gòu)更加致密，使用壽命更長。王巖等^［20］使用環(huán)氧樹脂、丙酮、無水乙醇等試劑對無紡布捕塵材料表面進(jìn)行后整理改性，改良后的材料雖透氣性有所下降，但力學(xué)性能和捕塵效率均有很大提升。李明^［21］采用噴涂法在PPS纖維捕塵材料迎塵面沉積一層還原氧化石墨烯（rGO）涂層，并對 rGO 復(fù)合材料性能進(jìn)行測試分析，結(jié)果顯示，rGO復(fù)合材料具有更好的捕塵性能及更高的粉塵剝離率，且成本較低，制備簡單，使用壽命長，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

研究發(fā)現(xiàn)，不同涂覆材料所針對的問題不同且各有特點，PTFE可以有效提高捕塵材料的耐高溫性能，從而提高捕塵材料的使用壽命，但抗腐蝕、抗磨損性能及捕塵效率的提升并不明顯；碳納米粒子對捕塵材料捕塵效率的提升很大，這是由于碳納米粒子涂層后的捕塵材料具有良好的導(dǎo)電性能，對粉塵吸附性更強(qiáng)，但耐久性提升并不明顯；使用環(huán)氧樹脂、丙酮、無水乙醇等試劑對捕塵材料進(jìn)行后整理改性，對材料的各方面性能均有不同程度的提升，但這種方法所用試劑多，各試劑比例不易控制且調(diào)配工藝復(fù)雜，成本高；還原氧化石墨烯對捕塵材料的力學(xué)性能、化學(xué)性能和捕塵性能均有顯著提升，方法成本較低，制備簡單，在將袋式除塵器應(yīng)用于地下金屬礦山的研究中具有較高價值。

3.2涂覆技術(shù)

在選擇了合適的捕塵材料為基底及合適的材料為涂覆材料后，選擇一種能夠使涂覆材料均勻涂覆到基底表面的涂覆技術(shù)對材料的整個改良過程同樣十分重要。適合的涂覆技術(shù)可以有效提升基底捕塵效率、耐磨損等多方面性能。對各涂覆技術(shù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表4。

從表4可以看出：等離子體蝕刻技術(shù)適用于金屬和陶瓷基底，但濾袋材料主要為織物，不適用于濾袋的涂覆。涂層技術(shù)要求基底平坦，因此也不適用于濾袋。靜電紡絲、聚合、噴涂和浸涂技術(shù)所需的涂覆材料和基底與現(xiàn)有袋式除塵器捕塵材料相符，但靜電紡絲技術(shù)和聚合技術(shù)的操作工藝復(fù)雜，對操作條件敏感度及成本較高，不適合實際應(yīng)用推廣。鑒于地下金屬礦山袋式除塵器體積較大，濾袋長度為10～12 m，浸涂技術(shù)難以對捕塵材料進(jìn)行有效涂覆。而噴涂技術(shù)雖然涂覆效果略差，但對捕塵材料適應(yīng)性最高，操作工藝簡單且成本較低，便于推廣和應(yīng)用，因此在選擇涂覆技術(shù)時可優(yōu)先考慮該技術(shù)。

4現(xiàn)行評價標(biāo)準(zhǔn)

改良后的捕塵材料性能與原材料相比會有很大不同，為了能在地下金屬礦山得到廣泛推廣，仍需一套嚴(yán)格的評價標(biāo)準(zhǔn)對改良后捕塵材料的各方面性能進(jìn)行評價。根據(jù)GB/T 6719—2009 《袋式除塵器技術(shù)要求》^［26］和GB/T 35184—2017 《袋式除塵器用過濾單元設(shè)計及安裝技術(shù)要求》^［27］，捕塵材料性能主要包括外觀質(zhì)量、形態(tài)性能、變形特性和斷裂強(qiáng)力及過濾性能等多個方面，這些性能取決于捕塵材料的材質(zhì)和制備工藝等。

1）外觀質(zhì)量。參考GB/T 35184—2017 《袋式除塵器用過濾單元設(shè)計及安裝技術(shù)要求》，除塵器捕塵材料應(yīng)滿足表面潔凈、纖維分布均勻，無明顯結(jié)塊和傷痕；纖維間、纖維與基底間黏結(jié)牢固、均勻，無剝離現(xiàn)象；捕塵材料凈氣側(cè)無堵塞和結(jié)疤現(xiàn)象。材料的外觀質(zhì)量采用該標(biāo)準(zhǔn)中的目測法檢驗，檢驗時布面照度不低于800 lx，檢驗人員眼部距離樣品約1 m，且正視樣品，需2人同時檢驗。

2）形態(tài)性能。捕塵材料形態(tài)性能主要以單位面積質(zhì)量、厚度和幅度的實測值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差來衡量。該性能是決定捕塵材料性能最基本、最重要的指標(biāo)，對捕塵材料價格影響顯著^［28］。捕塵材料偏差標(biāo)準(zhǔn)見表5。

3）透氣性。透氣性是指在一定壓差下，通過單位面積捕塵材料的氣體量。對清潔捕塵材料而言，良好的透氣性不僅可以避免捕塵材料被堵塞而導(dǎo)致過濾效率下降或過濾設(shè)備損壞問題，還有助于提高過濾效率和過濾速度，減少能源消耗和操作成本。GB/T 6719—2009 《袋式除塵器技術(shù)要求》中規(guī)定，按照GB/T 5453—1997" 《紡織品織物透氣性的測定》^［29］中的測試方法，非織造材料的透氣率偏差為±20 %，織造材料的透氣率偏差為±15 %。

4）捕塵性能。對于袋式除塵器來說，捕塵材料過濾性能直接影響其捕塵效率，良好的過濾性不僅能保證除塵器的高效運行，還能在一定程度上降低捕塵材料損耗。GB/T 6719—2009" 《袋式除塵器技術(shù)要求》中規(guī)定，捕塵材料過濾性能主要由材料的靜態(tài)除塵率和動態(tài)除塵率來衡量。其中，靜態(tài)除塵率使用靜態(tài)濾塵性能測試儀檢測，動態(tài)除塵率使用動態(tài)濾塵性能測試儀檢測。非織造捕塵材料的靜態(tài)除塵效率≥99.5 %，動態(tài)除塵效率≥99.9 %；織造捕塵材料的靜態(tài)除塵效率≥99.3 %，動態(tài)除塵效率≥99.9 %。

5）強(qiáng)度。捕塵材料強(qiáng)度是捕塵材料在受力作用下的抗拉能力，通常用斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率來衡量，它直接影響捕塵材料的抗拉扯和抗變形能力。良好的強(qiáng)度能夠確保捕塵材料在使用過程中不易斷裂或變形，從而保證捕塵材料的使用壽命。GB/T 6719—2009" 《袋式除塵器技術(shù)要求》中規(guī)定了捕塵材料的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率要求，結(jié)果見表6。

6）耐溫、耐腐蝕性。捕塵材料的耐溫和耐腐蝕性分別用熱收縮率和斷裂強(qiáng)力保持率來衡量，按照GB/T 4666—2009 《紡織品織物長度和幅寬的測定》^［30］中的測試方法，其要求見表7。

7）清灰性能。清灰是袋式除塵器運行的重要環(huán)節(jié)，清灰效果不良會使捕塵材料堵塞、阻力激增、除塵系統(tǒng)失效。從實際應(yīng)用角度出發(fā)，即從最直觀的清灰效果進(jìn)行評判，著重考慮除塵系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，將清灰量或清灰后的殘余壓降作為清灰效果的指標(biāo)。清灰量越多或殘余壓降越小，以及隨著噴吹次數(shù)的增加殘余壓降增加緩慢，則系統(tǒng)穩(wěn)定性好，清灰效果好。質(zhì)量清灰率公式及阻力清灰率公式^［31］為：

質(zhì)量清灰率（ηm）公式：

ηm=mc－mrmc（1）

式中：mc為過濾元件上的總粉塵質(zhì)量（kg）；mr為清灰后殘留在捕塵材料上的總粉塵質(zhì)量（kg）。

阻力清灰率（ηp）公式：

ηp=Δpq－ΔpdΔpq－Δph（2）

式中：Δpq 為干凈過濾元件的初始阻力（Pa）；Δpd 為過濾元件清灰前的阻力（Pa）；Δph 為過濾元件清灰后的阻力（Pa）。

8）再生性能。為響應(yīng)國家號召，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，要求袋式除塵器捕塵材料可再生及多次重復(fù)使用。參考空調(diào)濾料的再生性能，再生或清洗后的濾袋各方面性能需達(dá)到全新濾袋的80 %。

綜上，目前關(guān)于袋式除塵器捕塵材料各方面性能的評價體系較為完善，主要包括不同性能的測試方法和測試結(jié)果要求，然而實驗室測試條件與礦山環(huán)境具有很大區(qū)別，例如：試驗要求的測試粉塵為氧化鋁，而地下金屬礦山粉塵成分中含有大量的金屬礦物顆粒、硅酸鹽、氧化物等；測試粉塵濃度僅5 g/m3，與地下金屬礦山粉塵濃度相差較大。除此之外，現(xiàn)行評價標(biāo)準(zhǔn)大多只針對捕塵材料的單方面性能，但地下金屬礦山環(huán)境復(fù)雜，對除塵器捕塵材料的各方面性能均有很高的要求，因此后續(xù)還需進(jìn)一步完善捕塵材料綜合性能及實際應(yīng)用的評價標(biāo)準(zhǔn)，為各種捕塵材料在地下金屬礦山的應(yīng)用提供參考。

5結(jié)論

1）地下金屬礦山與目前袋式除塵器應(yīng)用廣泛的工業(yè)場所環(huán)境相差較大，主要集中在溫度、濕度、粉塵特性等方面，因此在選擇捕塵材料時有很強(qiáng)的針對性。

2）市場上的袋式除塵器捕塵材料種類繁多，且存在較大差異。PPS的使用溫度雖不是所有捕塵材料中最高，但已滿足地下金屬礦山的工作要求。同時，PPS材料在捕塵效率、耐磨損性和耐化學(xué)腐蝕性方面表現(xiàn)優(yōu)異，成本相對低，是一種非常適用于地下金屬礦山的捕塵材料。

3）還原氧化石墨烯相較于其他涂覆材料整體性能更強(qiáng)，對捕塵材料的捕塵效率、耐磨損性和耐化學(xué)腐蝕性等性能均有提升，且工藝簡單，成本可控。而同樣狀態(tài)下，噴涂法更加適用于地下金屬礦山，因此還原氧化石墨烯噴涂法是一種非常適用于地下金屬礦山的捕塵材料改良方法。在低碳目標(biāo)的加持下，未來礦用袋式除塵器捕塵材料的研發(fā)不再局限于單一性能的提升，必須綜合考慮材料在實際使用過程中的整體性能，并且材料的使用壽命及其能否再生也變得更為重要。

4）國內(nèi)目前對于袋式除塵器捕塵材料的評價標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)十分完善，其中包括在實驗室中的具體測試方法及測試結(jié)果要求，但是并沒有綜合性能及實際應(yīng)用中的評價標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)還需進(jìn)一步完善。

5）“綠水青山就是金山銀山”，面向“雙碳”目標(biāo)及綠色礦山的需求，袋式除塵器捕塵材料的研究任重而道遠(yuǎn)，但同時也為大幅提升相關(guān)技術(shù)性能提供了良好的契機(jī)。礦山生產(chǎn)環(huán)境仍有待提升，亟待進(jìn)行更多基礎(chǔ)性研究，從而在捕塵材料上取得新突破。

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Research status and prospects of dust collection materials for bag filters in underground metal mines

Wang Shuhan1，Zhang Xin1，Nie Xingxin1，Ma Jingyao1，Sun Haoxiang1，Li Zongli2，Zhao Linhai2

（1.School of Resource Engineering，Xian University of Architecture and Technology;

2.Baoji Northwest Nonferrous Erlihe Mining Co.，Ltd.）

Abstract：Bag filters，known for their high efficiency and adaptability，are widely used.However，practical challenges such as filter bag adhesion，damage at the interfaces，suboptimal dust collection，and cleaning performance，along with the bulky nature of the equipment hindering their mobility in underground metal mines.This study reviews key aspects such as the environmental characteristics of underground metal mines，dust collection materials，improvement techniques，and evaluation standards.Findings suggest that the working environment and dust properties in underground metal mines significantly differ from those in other industrial settings.Future research on dust collection materials should focus on the application of reduced graphene oxide spraying technology to improve PPS（polyphenylene sulfide） materials and the development of new，easily prepared，cost-effective，and reusable bag filter materials tailored for underground metal mines.The overall performance is further enhanced and the evaluation standards for dust collection materials are refined.The study will offer practical solutions for dust control in metal mines.

Keywords：metal mines;bag filter;dust collection materials;evaluation standards;dust control;environmental characteristics

基金項目：陜西省重點研發(fā)計劃工業(yè)攻關(guān)項目（2023-YBGY-137）；陜西省自然科學(xué)基金項目（2024JC-YBQN-0453）；西安市級-社科規(guī)劃院-西安市社會科學(xué)規(guī)劃基金項目（24QL30）；西安建筑科技大學(xué)與西安建大城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司合作研究課題資助項目（X20240067）；陜西省社科界重大理論與現(xiàn)實問題研究項目（2023ZD1083）

作者簡介：王舒晗（2001—），男，碩士研究生，從事礦井通風(fēng)方面研究；E-mail：wangshuhan@xauat.edu.cn

*通信作者：張鑫（1991—），男，講師，博士，從事礦井通風(fēng)除塵研究；E-mail：Zhangxin17@xauat.edu.cn