基于数字分形原理的矿区粉尘时空分布与防治技术

为减少露天煤矿粉尘弥散对矿区环境及人员、设备的危害,本文以河曲露天煤矿为工程背景,开展了露天煤矿粉尘运移、分布及治理研究。结果表明:①利用现场监测手段分析了不同区域的粉尘浓度变化情况,确定了露天煤矿产尘主要区域。②将分形维数引入粉尘的运移和分布当中,研究了粉尘粒径、风速与分形维数之间的相互关系。③以高分子材料为主体进行化学抑尘剂的配比研究,研发了一种清洁高效、低成本的化学抑尘剂,该化学抑尘剂对于粉尘颗粒具有较好的捕捉效果并且能够在喷洒后形成薄膜防止二次起尘。     

露天矿含水间隔装药的爆破抑尘效果研究

钻爆工序在整个露天矿生产环节中产生的粉尘量比重最大,为了从源头降低爆破作业产生的粉尘量,通过研究爆破粉尘的产生机理及粉尘的粒径分布和逸散规律,并结合含水条件下炮孔应力变化理论,探讨水间隔爆破的抑尘效果。以某露天矿为背景,合理地建立试验及监测方案,设置4个不同装药结构的爆区,爆破后监测不同时间、不同中心距离下的粉尘浓度变化,根据污染点源扩散方程分析数据,对比含水、无水情况下及含水条件下不同装药结构的抑尘效果。结果表明,含有间隔水柱的炮孔爆区产生的粉尘浓度比干炮孔爆区平均降低了约50%,其中水柱位于炮孔顶部和底部时,降尘效果最为明显,粉尘强度约为干炮孔的57%。     

采场爆破产尘规律及降尘技术研究

在爆破产尘机理研究的基础上,通过在数值模拟与爆破采场粉尘浓度测试分析,得出了采场爆破产尘规律,并结合夏甸金矿-820m水平爆破作业面生产技术条件,提出了高压云雾抑尘技术。高压云雾抑尘系统在10 MPa压力下形成密实的水雾屏障,其总粉尘降尘效率为96.2%,呼吸性粉尘降尘效率为95.3%,降尘效率极高,较一般的喷雾降尘措施,降尘效率提高了10%左右,采场爆破进路内的粉尘在20min之内就降低至10mg/m3以内,提高了降尘速率。     

风流扰动下煤炭装载冲击粉尘运移规律与抑尘技术研究

煤炭装载冲击是露天煤矿主要的产尘环节之一,尤其在自然风流的作用下容易造成大面积的粉尘污染。针对内蒙古地区露天煤矿地域气象风力强劲、装车冲击粉尘浓度高、粉尘扩散污染严重等问题,采用Realizableκ-ε湍流模型,结合数值模拟分析不同风速扰动下装载冲击产尘运移规律,探究抑尘运移方法及其防治粉尘污染的作用效果,结合内蒙古白音华三号露天煤矿装车站现场,设计优化阻尘技术并进行现场应用与效果分析。研究结果表明：流经装车涵洞的过堂风、背风面形成的涡旋风流是促使下风侧粉尘颗粒运移的主要原因;随着风速的增大,装车站风流的不均匀性不断加剧,粉尘颗粒在风流的夹带作用下向下风侧区域扩散;粉尘扩散污染路径装设抑尘网可实现对粉尘运移的有效阻隔,且随着抑尘网高度的增加,装车站下风侧区域内的风速值出现显著降低,并在装车涵洞出口处形成一条风速值分布较为均匀的低速带,进而降低了粉尘颗粒的逃逸速度,有效控制了粉尘的扩散范围;此外,抑尘网安装高度对于风流场与粉尘运移的影响存在阈值,基于模拟研究结果,优选网高为7 m的防风抑尘网进行现场应用。现场粉尘浓度测定结果表明：抑尘网内外粉尘降低效率达到82.51%以上,有效降低了装...     

三交河煤矿综采工作面喷雾降尘技术优化研究与应用

三交河煤矿采煤工作面常出现粉尘浓度超标问题,以2-2-602综采工作面为研究背景,研究喷雾降尘技术抑尘剂、降尘设备等方面的优化及应用,通过对比分析不同抑尘剂的表面张力值确定合理的溶液浓度及材料,通过复配试验确定最佳的配方,对采煤机外喷雾、液压支架喷雾、抑尘剂添加装备进行优化设计,工程实践期间监测工作粉尘浓度,结果表明：最佳的抑尘剂溶液为质量浓度0.03%AES加质量浓度0.01%FMEE溶液,采煤机割煤及移架工序降尘效率提高30%以上,改善了工人们的工作环境。     

夏甸金矿卸矿站产尘特性及防尘技术措施

通过对夏甸金矿卸矿站卸矿过程中形成的扬尘气流运移规律及粉尘粒度分布特征进行分析,计算出卸矿扬尘诱导风量及冲击压强,提出了适宜于卸矿站扬尘气流冲击作用下的高压喷雾降尘措施及喷雾参数。实践表明,采用高压喷雾综合降尘系统进行控尘、抑尘和降尘后,总粉尘平均降尘效率为85.0%左右,较好地解决了卸矿站粉尘污染问题,同时实现了降尘系统的自动化,可为其他类似卸矿站防尘提供参考。     

大采高综采工作面粉尘运移分布规律及机载除尘器关键工艺参数研究

为了更详细了解大采高工作面分区尘源粉尘运移分布规律,以补连塔煤矿12511综采工作面为研究对象,利用流体力学CFD软件对8 m大采高综采工作面粉尘运移分布规律进行数值模拟研究。结果表明:由垮落煤层产生的粉尘在风流的作用下向采煤机后方扩散,高浓度粉尘团运动最高点可达5 m,且沿程粉尘质量浓度逐渐降低。高浓度粉尘团主要集中在采煤机前后10 m范围及底板靠挡煤板一侧,最高粉尘质量浓度可达3500 mg/m^3。为了有效降低工作面粉尘质量浓度,防止污染井下工作环境,提出在大采高工作面安装机载除尘器的方法来控制尘源处粉尘向人行侧扩散,达到净化作业场所的目的。通过研究除尘器吸尘口位置、处理风量对工作面粉尘运移分布规律及降尘效果的影响,得出大采高工作面最优降尘效率的吸尘口位置及处理风量适配组合,最大降尘效率可达到99.9%。     

诱导抑尘技术在露天煤矿一级破碎站的应用研究

针对露天煤矿一级破碎站粉尘污染严重的现状,为解决现有粉尘防治技术中存在的投资高、能耗大、抑尘效果差等问题,基于微动力诱导抑尘机理,研发了一种露天矿一级破碎站受料斗微动力诱导抑尘罩,并开展了实验室和工业性试验。该抑尘罩结构简单,由罩体、一级降尘层、二级降尘层和振动装置构成,卸料过程诱导的污浊空气经过两次自降尘。试验结果表明,粉尘浓度显著降低,生产环境得到明显改善。     

大采高综采工作面机载除尘器设计及应用研究

为了解决大采高综采工作面采煤机截煤时因采煤机机身阻挡向支架行人侧扩散的含尘气流污染人行区域的问题,通过Fluent数值模拟软件分析了大采高综采工作面粉尘运移分布规律,根据粉尘污染现状创新设计了采煤机机载除尘器。应用结果表明,该装置对采煤机侧向人行侧扩散的含尘气流有较好的净化效果,最大降尘效率达77.1%,对改善粉尘污染情况起到了较大作用,为大采高综采工作面粉尘防治提供现实依据。     

超大采高综采面风流-粉尘耦合扩散特性研究

针对超大采高综采技术在煤炭高产的同时产生高浓度粉尘污染扩散的问题,应用Fluent软件对上湾煤矿8.8 m超大采高综采面风流-粉尘耦合扩散特性进行模拟,得到了较为准确的粉尘运动规律,对模拟结果分析并在现场进行数据测量比对验证了模拟结果的准确性。结果显示,风速在超大采高综采工作面中呈现增-减-增的规律,并且在采煤机附近发生大幅度的横向风流扰动;粉尘从滚筒产生后更易在机道侧扩散,靠近底板处粉尘浓度高,在采煤机下风侧100 m内形成了浓度大于1 000 mg/m3高浓度粉尘带。粉尘在各个高度空间内的分布相对均匀,但也呈现出了随高度的增加而减小的趋势。最终结合粉尘污染规律提出了滚筒喷雾与液压支架喷雾联合降尘及化学抑尘剂湿润底板等措施。     

河曲旧县露天煤矿道路抑尘剂的应用研究

本文以河曲旧县露天煤矿为对象,对煤矿道路抑尘剂的实践应用进行研究,分析了该矿的粉尘来源、发生机理和污染危害,阐述了路面防尘用化学抑尘剂的应用现状,分析比较了新型复合道路抑尘剂良好的实际应用效果,提出了改进措施。     

司马矿综掘面粉尘运移规律研究

本文通过对司马矿的综掘面粉尘进行现场实测,得出了该矿综掘面全尘及呼吸性粉尘的运移规律。研究显示,掘进工作面处粉尘浓度最大,向后依次减小,其中呼吸性粉尘占全尘的78%左右。建议采用喷雾、泡沫除尘、抑尘剂抑尘等各项措施。     

露天矿井作业环境分析与治理

针对山西忻州神达朝凯煤业有限公司采煤过程中的粉尘现状,分析了矿井粉尘污染源及特点,对工作面粉尘粒径进行测定分析,提出了喷雾联动装置、抑尘剂降尘的方法,有效降低了粉尘浓度。     

采掘工作面喷雾降尘技术研究及应用

通过对煤矿井下采、掘工作面粉尘产尘工序和产尘地点进行分析,确定了采、掘工作面喷雾降尘系统的组成和形式。在实验室对采、掘面生产时的粉尘粒度分布和G型高压喷嘴在不同喷雾压力条件下的雾粒分布进行了测定,通过理论分析并结合试验结果,得到了最佳喷雾降尘工作压力。采用设计的喷雾降尘系统后,在最佳工作压力条件下,取得了理想的降尘效果,可为其他矿井的粉尘防治设计提供参考。     

黄陵一号煤矿采煤工作面煤尘防治技术应用

黄陵一号煤矿综采工作面面临粉尘浓度频繁超标问题，以624综采工作面为例，研究表面活性剂溶液对粉尘的润湿效果，给出合理的抑尘剂配比，设计抑尘剂自动添加装备。应用表明：喷雾系统加入抑尘剂后采煤机司机处全尘和呼尘的降尘效率分别由原来的64.6%、59.8%提高为83.7%、84.2%，能够显著降低粉尘中SiO₂、Al₂O₃等矿物颗粒的含量，改善了矿工的工作环境。     

综掘工作面粉尘运移规律的实测研究

通过对山西某矿的掘进巷道进行现场实测,得出了该巷道全尘及呼吸性粉尘的运移规律。研究显示,掘进工作面处粉尘浓度最大,向后依次减小。其中呼吸性粉尘占全尘的80%左右。建议采用喷雾、泡沫除尘、抑尘剂抑尘等各项措施。     

高风速综采面采煤机产尘运移规律及防治技术

在分析采煤机割煤产尘特点的基础上,根据两相流理论建立采煤工作面粉尘运移的离散相数学模型,设定不同的边界条件,得到不同巷道风速情况下采煤机逆风割煤时前滚筒垮落产尘时粉尘浓度的分布,并分析得到高风速综采面采煤机产尘的运移规律。据此有针对性的开展采煤机含尘气流控制及喷雾降尘技术的研究,并在实验工作面进行现场应用,结果表明,降尘效率可以达到90%。     

金川龙首矿长距离掘进巷道爆破粉尘分布分析

为了解掘进爆破后粉尘粒子的空间运移规律,确定除尘技术参数,改善除尘效果,实测金川龙首矿1100斜坡道沿程粉尘沉降、空间粒度分布情况,定点监测爆破过程粉尘浓度随时间变化,研究掘进面爆破粉尘运移及粉尘浓度随时间的变化规律。结果表明,随距工作面的距离增加,不同粒径粉尘颗粒比例、沉降及空间分布显现不同的变化趋势。粉尘浓度在爆破后经历50 min仍远远超过规定的粉尘浓度,颗粒比例随粒径增大而减小,悬浮在空间的粉尘分散度分布较为一致。根据试验结果确定工作面喷雾降尘技术参数,全尘和呼尘降尘率分别高达95.77%和96.40%。     

哈尔乌素露天煤矿降尘措施

针对哈尔乌素露天煤矿高蒸发的空气环境和具体的砂岩路面材料等限定条件研发了"环保型抑尘剂",雾化炮在哈尔乌素露天煤矿得到了很好的应用。传统洒水、雾化炮和抑尘剂的结合使用将会大幅度提高哈尔乌素露天煤矿降尘效率和降尘用水率,降低降尘成本。     

露天煤矿穿孔与运输作业期间PM2.5粉尘浓度分布规律

为掌握PM2.5粉尘浓度在露天煤矿分布规律,利用粉尘浓度测量仪器对某露天煤矿穿孔与运输2个产尘量大的生产环节进行测试,测试了一定条件下露天煤矿的PM2.5浓度距离、时间上分布变化情况。结果表明:在产尘点固定、环境因素影响较小时,在产尘点附近存在粉尘聚集效应;PM2.5在自然情况下难以沉降,在距产尘点50m以上、停止作业30min以上时仍然有较大浓度,且该数值远超空气质量标准。试验数据可为露天煤矿PM2.5粉尘防治提供参考。