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。     

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.     

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。     

露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究

本文采用ANSYS Fluent数值软件与现场实验相结合的方法研究了水袋降尘原理,重点分析了水袋起爆时差与间隔距离对降尘效果的影响。结果表明:第一排水袋起爆与深孔爆破时差在1~1.5 s时,爆破水雾浓度较大且扩散范围最广,能够与爆破产生的粉尘云充分接触;第一排与第二排水袋起爆时差在0.5~1.0 s时,水袋沿途降尘效果较优;两水袋间隔距离在10~15 m时,爆破雾化的覆盖面积大,爆破后粉尘的捕捉能力更好。采用水雾捕尘措施后,50 m处落尘量与未采取措施相比增加了27 %,100 m处落尘量增加12 %,150 m处落尘量减少16 %,爆后50 s粉尘浓度降低36 %。水雾与尘粒作用,加速了尘粒的沉降,近区落尘量增加,远处落尘量减小。     

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。     

露天矿山爆破抑尘技术研究与应用

针对司家营铁矿爆破粉尘大、扩散慢、滞留时间长的特点,通过分析粉尘产生原因,对水雾覆盖抑尘机理及影响因素进行研究,优化采场爆破方式方法,改善爆破抑尘效果,同时建立爆破抑尘管理体系,做到爆区抑尘全覆盖。     

自动水幕抑燃抑爆系统

为了控制煤矿频发的瓦斯煤尘爆炸事故,提出了一种基于细水雾的用于抑制瓦斯煤尘爆炸传播的自动水幕抑燃抑爆系统。系统由传感器、控制仪、快速触发装置、水幕设施及供水系统5部分组成。阐述了系统的原理及功能,并从技术上论述了各组成部分的实现方式。对研究的系统样机,测试实验了系统能够抑制瓦斯煤尘爆炸的关键技术指标:动作时间。     

浅析超声波雾化降尘在综采工作面的应用

通过分析目前煤矿治理煤尘的常规方法及其缺陷,根据个人观察井下巷道所发生的自然案例,参照人工降雨的凝结核理论,进行认真分析与研究,提出了采用超声波雾化器,使水雾化治理井下煤尘的新方法,对于井下煤岩尘治理,防治煤尘爆炸灾害,以及防治瓦斯燃爆灾害具有重要而积极的意义。     

粘尘棒对煤尘爆炸的影响与分析

粘尘棒作为一种高效的煤层注水添加剂,不但能够有效地提高煤尘的降尘率,而且可使煤体产生的煤尘爆炸下限浓度升高,煤尘爆炸性减弱,具有综合防尘减灾的作用,对煤矿的安全生产具有重要的意义。煤尘爆炸下限浓度是煤尘爆炸特性的一个重要参数,论文利用Hartman装置通过对不同含水量下水与粘尘棒对煤尘爆炸下限浓度的对比试验研究,分析了添加粘尘棒煤层注水后对煤尘的爆炸下限浓度的影响及原因。     

微细水雾降尘除尘技术

针对煤矿开采过程中微细粉尘特别是呼吸性粉尘的特点,提出了微细水雾降尘除尘方法:通过对水雾喷头进行旋转产生微细雾幕,从而达到降尘除尘的效果。分析了微细水雾降尘除尘工作原理和捕尘机理,并对产生微细水雾的旋转喷头进行了简单的设计。结合旋转喷头特点将控尘区域划分成3部分,集中喷射区、控制区和临界逃逸区,通过3层控制从而能够达到比较理想的降尘除尘效果。     

获各琦铜矿井下粉尘治理的研究与应用

详细介绍了获各琦铜矿在治理井下粉尘方面的实践与创新,通过采用水封爆破、喷雾降尘、密闭尘源、喷洒抑尘剂等符合矿山实际的治理措施,有效减少在爆破作业、斜坡道运输及深溜井卸放矿过程中产生的粉尘量,并控制其在空气中的扩散,成效显著且经济可行,可供其他矿山治理同类产尘问题采纳应用。     

分散度对煤粉爆炸特性的影响

煤矿工作面煤尘呈多分散性,因此采用单一粒径的煤样评估煤尘爆炸风险存在缺陷。为了研究分散度对煤尘爆炸特性的影响规律,找出合适的平均粒径表示方式来评估分散度对爆炸风险的影响,以5种粒径分布范围相同但分散度不同的煤样为研究对象,采用20 L爆炸球实验装置,测量样品的最大爆炸压力P_(ex)、最大爆炸压力上升速率(dp/dt)_(ex)、开始点火至最大爆炸压力的时间段t_1和开始点火至最大爆炸压力上升速率的时间段t_2四个参数。后续采用热值分析、扫描电镜试验方法探究不同分散度煤尘的反应程度。借助方差分析和斯皮尔曼相关性分析研究测量结果组间的差异性、不同粒径表示方式与爆炸特性参数的相关性。实验结果表明:对于具有相同粒径分布的煤粉,分散度对煤粉爆炸反应速率影响较大。小粒径煤尘颗粒的质量分数越大,反应速率越快,反应越充分,释放的能量越大。当小粒径煤尘质量分数达到30%时,最大爆炸压力上升速率显著增大,t_1和t_2明显减小。粒径最小的原始样品3的爆炸产物热值最低,且爆炸产物表面形成了较为丰富的孔洞结构,说明小粒径煤尘较快的脱挥发速率能增加爆炸的反应程度。D_(10),D_(25)(为投影面积的10%和25%的颗粒直径)、D_(3,2)(索特尔直径)与最大爆炸压力上升速率、t_1和t_2三个参数的斯皮尔曼相关系数均落在高度相关和显著相关的区间,呈现出较好的相关性。对于多分散性的煤尘,D_(10),D_(25)和D_(3,2)可以较好的评估分散度对煤尘爆炸特性的影响。     

荷电细水雾抑制瓦斯爆炸实验研究

为了研究荷电细水雾对瓦斯爆炸的抑制效果以及抑爆机理,根据静电感应原理,自行设计了小尺寸的荷电细水雾发生装置,并开展了荷电细水雾抑制瓦斯爆炸的实验研究。实验分析了在不同荷电极性、荷电电压以及雾通量下,荷电细水雾对瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的影响。结果表明:荷电细水雾较普通细水雾能更有效地降低瓦斯爆炸压力峰值以及火焰传播速度,且随着荷电电压的增大,荷电细水雾的抑爆效果显著增强。同时荷负电荷的细水雾较荷正电荷的细水雾抑爆效果更好。当荷电电压为8 k V时,荷电细水雾使瓦斯爆炸压力峰值下降64.7%,升压速率下降33.03%,火焰传播速度下降34.9%。