露天爆破炮烟和粉尘初期性状模拟及防治技术研究

爆破烟尘是露天开采难治理的重要污染源,受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,炮烟和粉尘蘑菇尘云的初始浓度和性状难以进行源头直接测试,致使针对爆破炮烟和粉尘的治理技术欠缺、方案设计和关键技术参数确定无据可依。本文针对露天(矿)爆破蘑菇烟尘的瞬时生成、高速强扩散特性,建立露天台阶深孔爆破粉尘生成模型,用数值模拟技术研究爆破破岩和抛掷堆积过程中爆破烟尘生成、扩展的初期特性,对台阶爆破烟尘进行了高速DIC技术现场测试,将DIC试验获得的实际烟尘云扩散结果与数值模拟成果进行对比研究,发现烟尘数值模拟研究成果与现场实测结果高度吻合,确定了露天在爆破烟尘生成、扩散初期进行爆区源头环保治理的技术方案。研发了与露天台阶深孔爆破匹配的爆炸水雾场生成技术,为露天爆破炮烟和粉尘的源头治理提供了技术支撑。在白云铁矿露天深孔爆破炮烟和粉尘的爆炸水雾降尘试验中取得了粉尘浓度降低40%以上的显著降尘效果。     

露天矿掘沟爆破的爆炸水雾场降尘技术研究

由于露天矿掘沟爆破的孔网参数小、炸药单耗高,与正常台阶爆破相比,露天掘沟爆破产生的粉尘浓度更高、扩散速度更快、污染危害更大。传统爆区地表洒水预浸润的方法仅能湿润浅表岩体,并且受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,矿用水炮车等远程喷淋降尘方法无法与爆破产尘同步实施。此外,爆破粉尘扩散后的被动治理难度大、效果差。通过Fluent数值模拟研究露天矿掘沟爆破粉尘的生成及初期扩展特性,提出了在掘沟爆区四周布设爆炸水雾场实施就地降尘的技术方案。通过爆炸水袋及爆炸水雾场定型正交试验,确定了爆炸水袋构成及爆炸水雾场的空间尺度及滞空时间等重要降尘技术参数。在白云鄂博铁矿现场降尘试验中按照“四周拦截、同步生成、就地吸附”的原则布设了爆炸水雾场,现场高速摄影分析表明:爆炸水雾场在爆破蘑菇粉尘云形成初期高速生成,对爆破粉尘实施就地拦截和同步吸附,实现了源头降尘的环保目标。测试结果显示:爆破粉尘的质量浓度降低了40%,为低粉尘掘沟爆破和露天矿山绿色开采提供了一种新的环保型技术。     

城市拆除爆破中爆炸水雾降尘的应用

本文介绍了一种爆炸水雾降尘方法,利用炸药爆炸能量使水瞬间雾化,水雾与尘粒相互碰撞、截留、扩散和凝集,形成大颗粒尘团加速沉降,达到降尘目的。此法运用在城市拆除爆破的爆破粉尘控制中,可以有效降低粉尘扩散及施工成本。     

爆炸水雾降尘在拆除爆破中应用的探讨

在城市控制爆破中粉尘危害已越来越引起社会的关注,研究爆破粉尘特征和降尘技术具有十分重要的意义.介绍了爆炸水雾降尘法(在水袋中装药,爆炸产生水雾来捕集粉尘)的灭尘机理,并通过实验研究来证实了其可行性,同时在应用上作了分析.     

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1 100 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。     

爆破位置对深凹露天矿山炮烟扩散的影响研究

深凹露天矿山由于其特殊的结构,爆破产生的炮烟扩散稀释较为困难,严重危害生产作业人员的生命安全与健康。基于实际矿山构建了深凹露天矿山的二维物理及数学模型,采用非稳态数值分析方法研究了不同爆破位置下,深凹露天矿山采坑内爆破炮烟的扩散规律。研究结果表明：不同爆破位置下,露天采坑内均出现复环流,爆破点位置是影响露天采坑内风流结构特征的重要因素;露天采坑内的炮烟最高浓度均随着时间变化而逐渐下降,但下降的速率逐步减小,呈现三个阶段的下降趋势;爆破位置位于背风侧时露天采坑内的炮烟最高浓度和降至安全浓度所需时间远高于迎风侧三个爆破位置;随着背风侧爆破点距采坑底部距离的减小,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间先降低后增加,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间随着迎风侧爆破位置距采坑底部距离的减小而增加。研究结果对于指导深凹露天矿山企业合理组织爆破后的生产作业和保障作业人员安全具有重要意义。     

探矿坑道爆破粉尘及炮烟控制技术

在分析探矿坑道爆破粉尘及炮烟产生的影响因素及其特性的基础上,综述了在甘肃岷县马坞矿区进行的粉尘与炮烟控制技术攻关试验的情况和试验成果。获得的成果可为探矿坑道及交通隧道的爆破施工提供参考。     

水间隔装药降尘爆破技术在高村铁矿的应用

露天矿山爆破粉尘含大量微细颗粒,严重污染采场环境。通过分析水雾除尘机理,自主设计并建立爆破粉尘测试系统,在高村铁矿进行水袋间隔装药结构与岩粉间隔装药结构的爆破粉尘对比试验,结果表明：采用水袋间隔装药,粉尘吸附效果较好,吸附率达到46.72%～51.20%;同时在改善破碎块度方面也优于岩粉间隔装药。水间隔装药降尘爆破技术在露天采矿以及非矿山领域的工程爆破中具有广阔的应用前景。     

采用喷雾技术防止爆破引起瓦斯爆炸研究

论述了采用喷雾爆破技术可以防止炮掘工作面因放炮火焰引起的瓦斯、煤尘爆炸事故.试验表明,在巷道中的有效水雾量达300 ml·m-3时对点火源的抑制是有效的,当水雾中的水珠直径为0.10～0.35 mm时最有效.     

微米级水雾在井下巷道降尘中的应用

为改善煤矿井下的降尘效果,基于微米级水雾降尘技术原理研制了煤矿井下巷道内降尘设备,并在梁北煤矿井下采掘工作面进行了应用。对梁北煤矿11141工作面回风巷和11101掘进工作面降尘设备使用前后粉尘浓度进行测定,结果表明：11141工作面回风巷微米级水雾降尘设备除尘率达到74.3%,比普通喷淋水幕降尘率提高了34.2%;11101掘进工作面的微米级水雾降尘设备的除尘率达到84.2%,比普通喷淋水幕提高41.2%。微米级水雾降尘技术相对于普通喷淋水幕具有更好的降尘效果,可以更有效地降低煤矿井下的粉尘浓度。     

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。     

露天岩土爆破中的水介质降尘环保技术研究

针对浏阳瑞林场平工程中砂砾岩爆破粉尘产生及扩散问题,结合已有研究及工程实际设计了孔内水袋间隔装药及地表水袋水雾降尘综合措施,在现场实验中验证了降尘措施的有效性,爆破后1 min降尘率达到70％左右,取得了很好的降尘效果.将多种降尘措施结合的降尘爆破技术在工程爆破中具有广阔的应用前景.     

露天矿采装环节粉尘运移规律与降尘技术研究

以国内某大型露天煤矿岩石采装环节为研究对象,根据欧拉-拉格朗日研究方法,利用FLUENT模拟分析软件对采场工作面P&H4100XPC重型矿用电铲铲装物料并落料于矿用自卸卡车箱斗时产生的粉尘运移规律进行数值模拟,与现场监测结果对比,验证模型正确性。结果表明：电铲落料产生81.4%粉尘积聚在电铲附近,下风向1 m处粉尘质量浓度最高为42.87 mg/m³;在高度13 m处粉尘浓度最高为4.51 mg/m³,高度方向38 s时粉尘浓度低于环境空气质量二级标准;进一步模拟雾炮车等降尘技术极其效果比较,认为雾炮车喷雾器装置布设在下风向20 m处、垂直角度控制在45°～55°,可以有效地降低采装作业粉尘的扩散。     

城市拆除爆破中的粉尘防护研究

针对城市拆除爆破中粉尘的来源及危害,立足于当前城市拆除爆破防尘技术的研究与应用现状,结合工程实例,计算了拆除爆破在未采取防尘措施的情况下所产生的粉尘量,进一步论证了粉尘防护的重要性,并提出了相应的防护措施。最后指出了当前拆除爆破粉尘防护所存在的问题及发展的趋势。     

预荷电喷雾降尘技术的研究

应用荷电后的水雾粒能有效捕集直径为０．１￣２μｍ的尘粒的特点。研究成功不需要外电源就能使水雾荷电的电介喷嘴及预荷电高效喷雾降尘技术。实验室试验和井下使用结果表明，这种喷雾降尘技术对总粉尘，特别是对呼吸尘具有显著的降尘效果。     

露天矿大区微差爆破优化研究

关于爆破优化、爆破应力波计算模型、工业爆破计算机设计系统的研究、试验及其在台阶爆破工程中的应用是本文阐述的主要问题。     

预荷电喷雾降尘技术的研究

应用荷电后的水雾粒能有效捕集直径为０．１～２μｍ的尘粒的特点。研究成功不需要外电源就能使水雾荷电的电介喷嘴及预荷电高效喷雾降尘技术。实验室试验和井下使用结果表明，这种喷雾降尘技术对总粉尘，特别是对呼吸尘具有显著的降尘效果。     

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。