深凹露天礦流場分布及粉塵污染預測

《深凹露天礦流場分布及粉塵污染預測》是依託北京科技大學，由杜翠鳳擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：深凹露天礦流場分布及粉塵污染預測
• 依託單位：北京科技大學
• 項目負責人：杜翠鳳
• 項目類別：面上項目

項目摘要

露天礦內穿孔、爆破、鏟裝、運輸等採礦作業均會產生大量粉塵。對於采深超過100m的深凹露天礦來說，由於存在復環流結構，坑內風速很低，特別在夜晚、多霧、靜風逆溫條件下，礦內外空氣對流幾乎停止，粉塵長時間滯留在采場內。這些粉塵不僅威脅職工健康和行車安全，嚴重時還會導致採礦生產無法正常進行。因此為保證礦山安全生產及保護職工健康，從分析采場風場及溫度場結構入手，研究粉塵擴散及沉降規律，及時、準確評價采場大氣質量，做好污染預測預報是非常必要的。.本項目通過現場測試、理論分析及計算機模擬研究，運用多相流理論及數值分析方法，對采場風流結構和溫度場分布進行研究，建立粉塵擴散及污染預報模型並進行求解，預測粉塵污染程度，為合理安排和組織生產，控制采場粉塵提供理論依據和實驗數據，並可以促進深凹露天礦通風學科的發展。

結題摘要

露天採礦進入深凹開採階段後，采場內風速隨著采深加大越來越小，自然通風效果也越來越差，致使采場內粉塵濃度高，嚴重威脅著採礦作業人員的健康。目前關於深凹露天礦內流場分布、自然通風效果及粉塵污染預測等諸多問題尚需深入研究。本項目緊密圍繞深凹露天礦流場分布及粉塵污染預測問題，採用理論分析、現場試驗、相似模擬實驗及數值模擬相結合的方法，系統研究深凹露天礦流場分布及影響因素、溫度場分布及演變規律、開採各環節粉塵產塵量、爆破粉塵擴散規律、采場粉塵濃度預測及自然通風效果等有關內容。 基於現場實測和理論分析的方法，獲得試驗礦山爆破作業、汽車運輸等主要作業環節產塵強度及其貢獻率；揭示了深凹露天礦爆破粉塵污染時空分布規律，建立了采場粉塵濃度預測模型。 通過相似模擬及數值模擬實驗，研究背風邊坡角度、深度及長軸尺寸三個因素對復環流形態分布的影響，獲得上述因素對復環流形態分布影響的重要度排序，依次是采深、邊坡角及長軸尺寸，並首次提出露天礦復環流發展情況綜合性評價參數K，對現有單因素評價參數進行了補充和完善。 採用現場實測及數值模擬方法，揭示了試驗礦山采場流場、溫度場分布及演變規律。獲得試驗礦山大氣穩定度參數m的取值範圍。 採用理論分析、相似模擬實驗和數值模擬相結合的方法，研究采場內通風換氣效果與風速關係，建立露天礦通風換氣係數計算模型。 本課題研究成果不僅可以指導礦山根據氣象條件合理組織生產、利用自然通風加強粉塵排除，改善采場作業環境，而且對於深凹露天礦人工強制通風措施提供數據和理論依據，補充完善了深凹露天礦通風基礎理論。