干旱区外排土场反向平盘风蚀作用影响规律数值模拟研究
马力1
马宁1
毕银丽2
彭苏萍3
王晓民1
胡盛炫1
倪魏杰1
张奇峰1
李蒙博1
1.西安科技大学 能源学院,陕西 西安 7100542.西安科技大学 地质与环境学院,陕西 西安 7100543.中国矿业大学(北京)矿山生态修复研究院,北京 100083
摘要：干旱区露天矿水资源匮乏,外排土场风力较大、风速过快,导致植物存活率降低,不利于生态修复.为有效解决大风对植物存活率的影响,以红沙泉露天矿为例,利用Fluent软件模拟了在6～10 m/s风速条件下外排土场不同挡土墙高度的无风区域大小及变化规律,根据无风区大小,确定外排土场挡土墙最佳高度为2m,考虑挡土墙高度对排土作业的影响,采用 1m挡土墙叠加1m防风抑尘网结构.同时,在外排土场设置反向平盘结构,相较于传统水平方向布置平盘,可以有效增大无风区域,减少土壤中水分的蒸发,弱化风沙对植物带来的危害,从而使干旱区外排土场植物的存活率提升.依据大涡模拟,研究了在反向平盘角度为 5°、10°、15°和 20°的条件下不同风速的无风区范围,确定了外排土场平盘倾斜最佳角度和不同风速条件下反向平盘三级结构的无风区域.结果表明:随着角度的增加,相同速度下无风区域先增大后减小,角度对无风区域的影响不明显;在角度相同的情况下,随着速度增加,无风区域逐渐减小.依据模拟结果发现角度为 10°时无风区范围达到最大为 2.8 m,确定 10°为最合适角度,挡土墙加排土场反向设计可以一定程度的增大无风区范围,且起到降低风速的作用,对植物生长有利.反向三级平盘结构中间平盘无风区域较小,最下部平盘无风区域最大,可以在最下部平盘种植较高植物,在中间平盘种植较低长势植物.
关键词：干旱区外排土场反向平盘挡土墙大涡模拟
分类号：TD804(矿山开采)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFF1303302)
论文发表日期：2024-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 183-190 )
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