柴油设备因其生产能力大、效率高、机动灵活等特点,在矿山生产中广泛应用,但同时也带来了严重的环境污染问题。柴油机在高温高压燃烧时产生的废气中含有氟氧化物、一氧化碳、二氧化硫、醛类、油烟、碳氢化合物等多环芳香烃及3,4苯并芘等有毒有害成分,这些成分对人体的神经系统、血液循环系统、呼吸系统等造成不同程度危害。根据冶金部《冶金矿山安全规程》,井下作业地点有毒有害气体的浓度必须符合规定标准。
为控制柴油设备的污染源及减少污染危害,主要措施包括采用低污染的柴油发动机,通过控制燃烧过程的理化方法减少污染,以及采用净化措施如催化剂和洗涤器来净化废气。研究表明,间接喷射式燃烧系统和四冲程发动机能有效减少污染物的产生。此外,推迟喷油定时和提高喷油速度也是有效的机内净化措施。
在净化技术方面,早期使用铂铝催化净化器和水箱洗涤器,但因成本高和效率低,研究人员转向开发稀土氧化物催化剂,发现二氧化铈具有良好催化转化性能。近年来,新型催化剂载体和活性碳纤维的研究也取得了进展,这些技术在低温下表现出良好的催化氧化作用。我国开发的铂球催化剂和陶瓷蜂窝状钯催化剂对一氧化碳的净化效率极高,但成本较高,因此非铂型氧化催化剂如TN-A-119等也受到了关注。最终,即使经过净化处理,仍需通过通风系统进一步稀释和排除废气,以确保井下作业环境的安全卫生标准。