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。     

露天矿爆破(烟)粉尘的爆炸水雾降尘技术研究

露天爆破会产生大量高浓度的炮烟和粉尘,受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,一般喷淋等降尘措施无法靠近实施;传统的爆区地面洒水沁润和爆后喷淋方法对瞬时、高速强扩散的高浓度蘑菇状炮烟及粉尘治理效果不佳,露天(矿)爆破有毒炮烟和高浓度粉尘是露天采场及大气污染治理的难题。针对露天爆破炮烟和爆破粉尘治理难题,提出了以导爆索激发预先布设在爆区内的水袋生成爆炸水雾场,爆区抛掷前方阻拦、上部覆盖、同步生成和就地吸附为核心技术手段的爆炸水雾降尘技术方法。通过正交试验确定了爆炸水袋定型及水雾场规模,根据台阶深孔爆破的高速DIC测试结果确定了爆炸水雾降尘设计的关键技术参数。现场降尘试验效果显示爆炸水雾对地处干旱半干旱地区的白云铁矿爆破烟尘可以直接吸附、就地捕捉,在距离爆区100 m处爆破烟尘的浓度降低37%,爆破污染源头降尘效果显著,为露天矿山绿色开采创造了有利条件。     

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。     

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。     

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.     

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.     

半水封与水预湿联合降尘技术在昆阳磷矿的实验研究

为了控制爆破粉尘及有害气体的产生,依据降尘原理,在昆阳磷矿设计了四种方案开展爆破降尘实验。方案一为对照方案,方案二为单纯水预湿方案,方案三为单纯半水封方案,方案四为半水封与水预湿联合实施方案。通过现场试验得到如下结论:距爆区50m处起爆4s后2min内测得的粉尘平均浓度大小关系为方案一(0.51 mg/m3)方案二(0.43 mg/m3)方案三(0.24 mg/m3)方案四(0.17mg/m3)。综合考虑现场施工操作难易程度和实投际入,半水封与水预湿技术联合实施降尘效果最好,适用于昆阳磷矿的爆破降尘,为矿山创造了良好的工作环境,具有较好的推广应用价值。     

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。     

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%。     

喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响

为了研究湿式除尘中喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响,设计了由粉尘产生系统、喷雾系统、测试系统组成的细水雾除尘实验平台。对不同喷头布置方式下细水雾除尘效率进行了实验研究,得到了喷雾压力和喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响：细水雾除尘效率随喷雾压力的增加而提高,但当喷雾压力超过1.6 MPa后提高速率变缓;各个喷雾压力下,双喷头的除尘效果均优于单喷头;喷头距离尘源越远,全部粉尘的除尘效果越好,而呼吸性粉尘的除尘效果越差。     

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。     

移动式矿用湿式振弦旋流除尘器的机理分析及实验研究

基于传统湿式除尘器在矿山井下应用中存在的除尘效率较低、阻力大等问题，研发了一种适合矿山井下使用的移动式矿用湿式振弦旋流除尘器。介绍了该除尘装置的结构、工作原理和除尘机理，并对该除尘装置的除尘效率和阻力特性进行了实验研究。除尘机理分析表明：该除尘器有机地利用了喷雾降尘理论、振弦栅捕尘理论与旋流除尘理论，借助水雾、水滴、水膜、旋流4级除尘技术，使雾滴与含尘气流接触面积大、接触时间长、捕尘效率高。试验研究表明：综合考虑除尘效率和阻力因素，该除尘器运行时的最佳风速为10～12 m/s，对总粉尘的除尘效率大于98%，对呼吸性粉尘的除尘效率大于96%，阻力小于700 Pa，在矿山井下除尘系统具有广泛的应用前景。     

超长巷道炮掘时粉尘分布规律研究

为确定长距离爆破掘进工作面粉尘运移规律,以指导防尘系统设计,依托某矿1100掘进工作面,建立1∶1几何模型进行CFD模拟,测算空气流场和粉尘运动边界条件。根据湍流模型适用性和空气流场分布特征,优选RNG k-ε湍流模型模拟1100掘进工作面空气流场,算得空间内粉尘体积分数小于10 %,因此选用离散相模型模拟爆破空间粉尘非稳态运动。最终获得距掘进面60 m范围内粉尘扩散、粒径沉降和浓度时间变化规律：粉尘浓度沿垂向分布有明显分界,浓度随垂高在0.5~4 m递增而降低,粉尘浓度沿纵向先升高而后降低;粒径为10 μm以下粉尘均匀分布于空间,沉降量沿纵向呈“减少-增高-减少-增高”趋势,10~200 μm粉尘则呈“减少-增高-减少”趋势,15~200 μm粉尘几乎完全沉降;爆破后5 min内粉尘浓度急剧下降,5~50 min粉尘浓度下降缓慢,高浓度区长时间停留在距工作面40 m之内,不沿巷道运移;距工作面10~20 m形成的空气涡流区是影响粉尘扩散、沉降和浓度变化的重要因素。爆破期间在距工作面20,25 m处,分别采用AKFC-92A采样器和CCHZ-1000全自动粉尘测量仪监测粉尘浓度,实测值与模拟值基本相符,模拟结果可靠。     

长距离掘进巷道爆破粉尘非稳态分布规律

为了指导通风系统和防尘系统的设计,以马堡煤矿152采区轨道下山掘进工作面为背景进行爆破后的CFD模拟研究,并结合实际测量,以获得粉尘扩散规律、粉尘粒径沉降规律和粉尘浓度时间变化规律。模拟结果显示:距离地表垂高为0.5 m处粉尘浓度最高,距地表4 m处粉尘浓度最低。粒径在90~200μm的几乎完全沉降;15μm以下的长时间悬浮;10μm以下的粉尘均匀分布于沿程空间各点。在1~5 min之内,大颗粒迅速沉降;粉尘浓度5 min后开始逐渐减小。距掘进工作面10~20 m范围内粉尘浓度一直保持在较高水平。现场实测得到距工作面20 m和25 m范围内的粉尘浓度分布规律与数值模拟结果基本一致。     

巷道围岩在爆破荷载下的反应谱特征研究

为探究巷道围岩在井下爆破动荷载下的动态响应规律,采用MATLAB对振动测试数据进行处理,将导出的振速、位移、绝对加速度反应谱以及绝对加速度标准反应谱进行深入研究。研究结果表明:爆心距为185m的速度反应谱在周期2s内出现的峰值数多于爆心距为86m,的速度反应谱峰值数,爆心距为185m出现的10Hz以下的谐波分量多于爆心距为86m出现的10Hz以下的谐波分量,爆破作用对爆心距为185m处围岩损伤影响更大;爆心距为185m、阻尼比为0.05时放大系数为1,容易导致围岩的破坏损伤。研究结果对巷道围岩的支护具有指导意义。