侧面爆破粉尘时空分布模拟分析

从开放性细颗粒物污染治理角度出发,建立建筑物拆除爆破产尘的几何计算模型,运用计算流体力学(CFD)工具,对给定环境风速下的建筑物周围压力场和速度场进行了模拟分析,并对侧面折叠爆破粉尘按R-R(Rosin-Rammler)分布,使用气流-粒子双向耦合的DPM模型研究了爆炸粉尘的时空分布。结果表明,下风侧因建筑物存在导致风速、压力急剧变化而产生涡流,涡流是影响爆破粉尘时空分布的关键因素之一。在时间上,爆破粉尘有气流拖曳运动状态和扩散态;在空间上,因重力作用致下部空间的粉尘浓度较大。

大型露天灰岩矿爆破粉尘影响评价及控制措施研究

大型砂石骨料矿山爆破开采过程中往往会产生大量粉尘,其浓度大、覆盖面积广,不仅不利于职工身体健康,同时也严重影响矿山生态。为实现矿山绿色开采,研究人员根据粉尘控制标准,通过对爆破粉尘控制、环境监测和边坡绿化三个方面进行深入逐步研究,通过理论模型对粉尘量、粉尘浓度进行计算,并绘制出粉尘浓度时程曲线,提出了粉尘控制关键措施以及防护方案,同时搭建完成环境监测措施,有效实现了大型露天灰岩矿爆破粉尘控制,为类似大型露天矿山绿色开采提供了借鉴。

采场爆破粉尘运移规律的Fluent数值模拟

在对爆破烟尘源及其特征分析的基础上,以西石门铁矿南二采区为研究背景,运用Fluent软件通过气固两相流数值模拟方法对爆破后粉尘的分布及扩散规律进行研究,得出在现有条件下爆破粉尘的运移规律。采场爆破后很快产生大量粉尘且浓度较高,粉尘的运移受风流流场影响较为明显。在现有通风条件下,粉尘的净化主要靠重力沉降,而难以沉降的呼吸性粉尘的排出则需要较长时间。这不利于生产,亟须改善通风条件或采取其他措施较快速降低爆破粉尘浓度。数值模拟结果与现场测量结果基本一致,爆破产尘量大,排尘耗时久。

巷道型采场爆破粉尘质量浓度分布及变化规律的数值模拟

为掌握采场爆破作业时粉尘质量浓度的分布及变化规律,获取通风除尘设计的合理参数,以李楼铁矿-200m水平44号采场为研究背景,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对巷道型采场爆破粉尘质量浓度分布规律进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比分析。研究结果表明:模拟结果与实测数据基本一致。在采场进路断面方向,粉尘质量浓度呈由左至右、由下至上降低的分布规律;在轴线方向,粉尘质量浓度呈中间高,两侧低的分布态势;当联络巷风速为2m/s时,采场空间内粉尘沉降及排出效果较好;此外,还可通过加强壁面洒水及安装压入式通风等措施改善粉尘的沉降及排出效果。

基于在线监测系统的金属矿山采场爆破粉尘浓度分布规律研究

为了探究爆破粉尘浓度及有毒有害气体分布规律,以粉尘浓度传感器、CO检测仪为主要设备设计并搭建尘烟在线监测系统。设计并制作移动式观测台车,用于解决梅山铁矿无底柱分段崩落采矿法地下难以人工采集数据的难题。现场试验表明:在起爆后的1.5 h内,采场内粉尘浓度先增高后降低,如此循环若干次,但每次的峰值依次减小;采场内CO浓度短时间内上升到最大值,为2227.3×10-6,之后CO浓度逐步降低,但均都在24×10-6以上。可采用多组份水炮泥源头降尘措施,配以通风排尘,使尘烟浓度降到规程许可浓度范围内。

爆破粉尘及炮烟控制现状

从爆破时粉尘和炮烟的源解析、粉尘特性入手,综述了当前很具有代表性爆破粉尘有效控制手段,并从经济实用的角度评述了它们各自的优缺点,同时提出要针对不同爆破对象的特点(如材料、干湿度、结构等)采取适当的爆破工艺及防护措施,避免防护过当或防护不足,从而达到优化爆破过程、提高爆破防护措施的性价比,最后,对今后爆破防护措施进行了一定的展望。

基于Matlab GUI的爆破粉尘可视化软件设计与实现

目前关于爆破粉尘可视化的研究报道较少。在分析城市拆除爆破粉尘的基础上对高斯模型进行修正构建了改进型高斯扩散模型,采用Matlab GUI工具箱对所构建模型进行了可视化软件设计。软件可以用来计算粉尘源强,并能够精确绘制该粉尘源强条件下爆破粉尘浓度分布三维图及其二维图。采用Matlab GUI工具箱所绘制的二维和三维图形能够直观、形象的反应任意时间点任意坐标精度以及一定范围内的爆破工程粉尘的扩散状态。

露天料场爆破粉尘质量浓度时空分布特征数值模拟

为探究露天料场爆破粉尘扩散影响因素及时空分布特征,以杨房沟金波料场为研究背景,首先,考虑料场分台阶开挖空间部署特性,分析爆破粉尘扩散的理化特性与局地风候因素;然后,运用流体力学有限元法数值模拟露天料场爆破粉尘质量浓度时空分布特征;最后,可视化处理分析数值模拟结果。研究结果表明:受开挖空间部署影响,料场下盘形成一个风流旋涡,爆破粉尘扩散过程中吸风槽旋涡效应显著;起爆后5~20 s内,粉尘形成一条质量浓度为1.2×10-3~2×10-3kg/m3的高质量浓度分布带;20~100 s内,高质量浓度分布带逐渐消失,粉尘质量浓度呈北高南低趋势;100~800 s内,粉尘颗粒逐渐减少,空间分布特征相对稳定;建议在吸风槽风流旋涡效应形成的高浓度分布带和料场北侧布置喷雾设备以降尘,且后者喷射角度相对较大。

露天矿爆破粉尘排放量的计算分析

以大冶铁矿爆破试验为例，利用大气中粉尘浓度和粉尘沉降量测定结果，计算了爆破粉尘排放量，分析了爆破粉尘分散度的变化规律．

建筑物爆破粉尘控制

简述了爆破粉尘的尘源、特点、危害及降低建筑物爆破粉尘的意义,综述了当前典型降尘技术的特点及机理,指明了降尘技术的发展方向,为此类问题研究提供技术参考。

路堑深孔爆破粉尘动态扩散数值模拟研究

研究目的:随着粉尘污染引起的电气化铁路接触网运作事故频见,对紧邻既有铁路路堑爆破提出了更高要求。基于此,本文从定性分析爆破粉尘扩散规律入手,利用ANSYS Fluent数值软件,分析路堑深孔爆破粉尘动态扩散特性和不同粒径粉尘的扩散分布范围,提出紧邻既有线不同距离爆破施工方案。研究结论:(1)爆破粉尘的运动过程大致可分为三个阶段,即突喷阶段、卷积云阶段和扩散阶段,时长分别控制在1.5 s以内、5 s以内、60 s以上;(2)爆区上方粉尘主要集中在爆区周边,而自由面前方的粉尘沿风流方向扩散,粉尘颗粒所能达到的垂直高度最高约为14 m;(3)沿风流方向距爆破自由面位置10~15 m时,粒径>100μm的粉尘颗粒受重力作用基本沉积;在15~20 m时,粒径处于40~100μm的颗粒也快速沉降;25 m以外,主要以粒径<20μm的粉尘颗粒为主;(4)当爆区边缘距接触网距离<20 m时,应选择爆破抛掷方向平行既有铁路方向,且起爆时环境风流方向也平行既有线方向;同时,如果采用水雾降尘措施,水雾产生时间不应迟于主爆区起爆时间1.5 s,水雾高度控制在14 m为宜;(5)本研究成果可在紧邻电气化铁路爆破或对爆破粉尘有严格控制要求的施工区域推广应用。

爆破粉尘颗粒物运动过程的力学分析

以单孔爆破为例，研究柱装炸药爆破时产生的粉尘颗粒物和爆生气体的相对运动过程，分别在冲击运动阶段、蘑菇云形成阶段和扩散运动阶段对粉尘颗粒物进行受力分析，讨论爆破方式及水平风场对运动过程的影响，并在此基础上分别建立爆破粉尘在铅直方向。

表面活性剂降低爆破粉尘污染的研究

本文研究了以表面活性剂溶液作为炮孔填料降低爆破粉尘量的配方，并对药剂与爆破烟尘的作用机理进行了论述，对有效改善矿山工人的作业环境有着极其重要的意义。

露天台阶爆破粉尘的爆炸水雾场拦截降尘技术研究

露天台阶爆破粉尘具有瞬时性、浓度高和扩散快等特点,危害采场作业人员身体健康,增加机械设备进风系统损耗,并污染周边大气环境。由于爆破飞石和冲击波等危害使人员、设备无法靠近爆区污染源,导致传统洒水降尘措施无法同步实施。采用数值模拟与现场试验相结合的方法研究爆炸水雾降尘,结合白云鄂博铁矿实际情况,建立了露天台阶爆破三维流场模型,分析了爆炸水雾场及爆破粉尘生成的技术特性。依据爆炸水雾场和爆破粉尘模拟结果,提出了爆炸水雾场拦截降尘的技术方案,确定了水袋在台阶坡面前16~21 m的合理布置范围,得到了爆破粉尘横向动态运移轨迹和时间之间的函数关系,确定了水袋合理激发延期时间,即Δt=t-1.21。利用SPSS软件对水雾定型试验结果进行了极差分析,确定了水袋规格和爆炸荷载优化组合。试验显示,爆炸水雾场生成空间尺度达18 m×8.7 m,水雾至最大空间尺度用时1.2 s。现场爆破降尘试验结果表明:在台阶坡面前18.5 m位置铺设水袋,设置其激发合理延时1100 ms,测得距爆区50、100 m处粉尘浓度分别降低了43.6%、40.9%,实现了爆炸水雾场与爆破作业的同步实施,降尘效果显著。

独头巷道爆破粉尘运动规律的仿真分析

为掌握独头巷道爆破粉尘运动规律,解决云南斗南锰矿独头巷道爆破后产尘量高,粉尘浓度大,排尘效率低的问题,针对爆破作业后现场环境复杂,实验操作困难,提出了数值仿真的方法并对现有的除尘系统进行了改进。基于气固两相流理论,运用Fluent软件,对3种不同截面积巷道在压入式通风和长压短抽通风条件下粉尘质量浓度变化规律进行了研究。研究表明长压短抽通风条件下,巷道内粉尘质量浓度更低,除尘效果更好,缩短了采矿周期,进而提高了采矿效率。仿真结果对于独头巷道除尘系统的改进和除尘效率的提高具有一定参考价值。

利用爆炸水雾抑制露天爆破粉尘的试验研究

露天深孔爆破粉尘量大、污染范围广,研究高效合理的爆破降尘技术是绿色矿山建设的当务之急。论文通过现场试验,揭示露天深孔台阶爆破的粉尘来源主要有:炮孔填塞物冲孔、岩石破裂及粉碎和临空面抛散三个部位,粉尘产量与地下水、岩性、爆破方式密切相关。为此,有针对性地设计了水袋封堵炮孔、爆区顶面和抛掷前方水袋爆炸成雾的立体水雾降尘模型。通过水袋爆炸成雾的专项试验,得出合理的水袋爆炸成雾设计参数,水袋爆炸的最佳炸药单耗为0.4~0.5 kg/m 3。现场试验应用表明,合理的水袋间距为5~10 m、水袋比炮孔爆炸延时1.0~1.5 s,孔口水袋封堵长度4 m以内。综合试验效果使爆破粉尘浓度降低了50%以上,爆炸水雾降尘方法简易、效果明显。

基于高斯扩散模型的爆破粉尘可量化可视化研究

爆破粉尘是影响列车行车安全的因素之一,为科学有效地开展爆破粉尘防控,客观评价防控效果,针对现有研究存在的不足,从爆破粉尘扩散的模糊性和随机性角度出发,提出基于高斯扩散模型的爆破粉尘可量化可视化方法。该方法首先建立粉尘扩散的物理数学模型;然后采用Matlab和Ansys Fluent软件模拟爆破粉尘扩散规律,得出爆破产尘量和爆破粉尘扩散范围;最后通过实例分析对所建立的模型有效性进行验证。研究结果表明,所建立的高斯扩散模型能够较清晰实现对爆破粉尘扩散规律的研究,为爆破水雾降尘中水袋参数设置提供了一种实用的方法和理论依据。

采石场爆破粉尘运移规律的数值模拟

了解采石场爆破后粉尘颗粒的运移规律,有助于改善除尘效果,减少爆破粉尘对环境、设备和人员的危害.本研究基于气固两相流理论,采用流体力学软件FLUENT,建立了离散相模型,并对杨房沟采石场爆破粉尘的运移规律进行数值模拟,同时采用TECPLOT软件对模拟结果进行可视化处理分析.研究结果表明:在运移过程中,粉尘颗粒受风流流场的影响显著,采石场外侧粉尘颗粒在风流夹带作用下,朝着风流方向运移;在采石场中部,形成一条高质量浓度分布带;在北侧底部会出现粉尘颗粒聚集现象;不同高度的粉尘质量浓度大小及分布规律存在显著差异.

天池抽水蓄能电站地下洞室群爆破粉尘及炮烟控制技术分析

为解决天池抽水蓄能电站地下洞室群爆破粉尘及炮烟污染问题,研究了爆破粉尘及炮烟的特征与消散规律,提出了高效的降尘方法。针对天池抽水蓄能电站尾水洞的爆破开挖,开展了施工现场试验。分别监测了常规光面爆破、加水袋及水沙袋的光面爆破产生的粉尘浓度;以常规光面爆破试验的粉尘平均浓度值为基准,对比了爆破粉尘及炮烟浓度大小,分析了水袋及水沙袋对粉尘消散的影响规律。研究结果表明:采取加水袋及水沙袋的光面爆破技术进行爆破粉尘及炮烟控制是可行、有效的;与常规光面爆破相比,加有水袋及水沙袋的光面爆破技术对爆破粉尘控制效果更加明显,水在高温作用下能够雾化,包裹粉尘颗粒,加速降尘过程,同时充分吸收爆炸产生的有毒、有害气体,达到改善洞内空气质量的目的。

金属矿山采场爆破粉尘防控技术研究

在当前的金属矿山采场爆破中,爆破粉尘已经成为了爆破施工中的主要影响因素,更在一定程度上制约了金属矿山生产和发展的安全性,是环境处理中比较突出的问题。因此,需要在金属矿山生产中,加强对除尘技术的合理应用,结合工程特点,完善爆破粉尘防治技术的实施方案。