露天矿高台阶抛掷爆破粉尘运移及粒径分布规律研究
竹轩
任小亮
肖双双
杨杰
西安科技大学能源与矿业工程学院,陕西西安 710054
摘要：露天矿高台阶抛掷爆破粉尘扩散动力学行为与常规爆破粉尘存在本质差异,然而现有数值模型多基于常规爆破条件建立,尚未针对抛掷爆破粉尘的特性进行调整与准确描述,且数值模拟的关键输入参数缺乏充足的现场实测数据支撑,制约了模拟结果的预测精度与工程适用性.针对上述问题,通过高速摄影观测技术进行了现场监测,结果表明:粉尘运移过程可划分为冲击运动阶段、"蘑菇云"形成阶段和扩散运动阶段;爆破后粉尘浓度呈先迅速升高再持续波动最终衰减的变化趋势;粉尘以中等颗粒(粒径为20～100 μm)为主,累计占比为56.2％,细颗粒(粒径＜20μm)累计占比为34.4％,粗颗粒(粒径＞100μm)累计占比仅为9.4％.建立了露天矿高台阶抛掷爆破粉尘运移三维几何模型,使用Fluent软件进行了粉尘运移瞬态数值模拟,结果表明:①在初始快速释放阶段,粉尘受重力和惯性力主导作用呈现出高度聚集的分布特征;随后进入持续输运阶段,粉尘在浮力及环境风场作用下显著抬升和横向扩展;最终进入扩散沉降阶段,粉尘因重力沉降和湍流扩散稀释导致整体浓度显著降低.②粗颗粒粉尘快速沉降,中等颗粒粉尘随风流迁移,细颗粒粉尘长时间悬浮并远距离输运.
关键词：露天矿高台阶抛掷爆破粉尘运移粒径分布粉尘粒径
分类号：TD714.4(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52004202)新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题(KLXGY-KB2424)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-12-25（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 96-103 )
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