露天礦剝離工作面粉塵分布與運移規(guī)律模擬研究.pdf

1、現(xiàn)代大型露天煤礦的開采規(guī)模和開采強度不斷增大,對環(huán)境的影響也有增加的趨勢,其中粉塵污染不但對露天礦作業(yè)工人的身體健康有直接影響,增加作業(yè)設備的磨損,甚至對礦坑周邊大氣環(huán)境也會產生一定程度的影響。
　　論文綜合運用露天采礦學原理、露天采礦設備作業(yè)原理和特點、計算流體力學分析、Fluent數(shù)值模擬計算等方法,分析了露天礦剝離工作面粉塵的來源,基于粉塵顆粒的物理性質對粉塵分類,分別討論了不同類別粉塵的來源;討論了單斗卡車配合作業(yè)和單斗自

2、移式破碎機配合作業(yè)時起塵機理與特點,根據各自特點,分析總結了上述兩種系統(tǒng)布置與剝離工作面各個環(huán)節(jié)的起塵特點;建立了露天礦坑三維地質模型,建立了露天礦坑上方大氣場流域模型;基于Fluent研究露天礦坑上方大氣流場的基本情況,如流場速度、氣壓分布等,分析計算露天煤礦剝離工作面粉塵的運移規(guī)律和分布規(guī)律,基于不同粒徑和風速條件下的粉塵運動擴散模擬,得到了不同粒徑粉塵基本的運移和分布規(guī)律,探索了粉塵的主要運動路徑,總結不同粒徑粉塵的運移和分布規(guī)律

3、,尤其是對大顆粒粉塵,特別研究其在不同風速下的運移和分布規(guī)律,為露天礦粉塵控制提供理論依據;結合剝離工作面設備作業(yè)特點和起塵規(guī)律,探討了相應的減塵和除塵措施。
　　以平朔東露天礦為例,建立了三維礦坑模型和三維流場模型,以該礦的氣象條件和巖土性質為基礎,選擇礦區(qū)平均風速和最大風速為實驗風速條件,基于Fluent模擬了剝離工作面不同粒徑粉塵的運移規(guī)律,模擬實驗選用的粉塵顆粒為1μm、30μm、100μm,分別代表細顆粒物、粗顆粒物和大

4、粒徑粉塵。模擬實驗表明在礦區(qū)平均風速的條件下,1μm粉塵的擴散性良好,從塵源點直接向礦坑外逸散;30μm粉塵的擴散性一般,主要運移路徑為順風向沿工作面走向擴散,至端幫后逸散至礦坑外;100μm粉塵擴散性較差,主要在塵源點下風向附近沉降;在礦區(qū)最大風速條件下100μm粉塵主要運移路徑為順風向沿工作面走向擴散,但大部分不能逸散至礦坑外。所以,1μm和30μm粉塵會污染礦區(qū)周邊環(huán)境,100μm粉塵聚集在礦坑內,經歷起塵-擾動-起塵的反復積累,