本文關(guān)鍵詞：荒漠區(qū)典型露天煤礦粉塵擴(kuò)散模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤炭作為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)中與石油、天然氣并存的三大支柱能源之一，在未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，以煤炭為主的能源供應(yīng)格局難以改變，煤炭資源開發(fā)面臨的環(huán)境保護(hù)形勢(shì)也更加嚴(yán)峻，特別是在荒漠區(qū)，露天煤礦的開發(fā)對(duì)自身及周邊大氣環(huán)境等造成一定影響。露天煤礦開采過程中的粉塵隨風(fēng)飄揚(yáng)，若缺少相應(yīng)的保護(hù)和凈化設(shè)施，釋放的粉塵除導(dǎo)致大氣質(zhì)量下降。新疆維吾爾自治區(qū)準(zhǔn)東煤田五彩灣礦區(qū)，已探明可采儲(chǔ)量約為117億噸。該礦區(qū)煤質(zhì)優(yōu)良，是我國重要的動(dòng)力煤和化工用煤基地之一。隨著該煤礦的大量開采，礦區(qū)及其周邊的空氣污染問題應(yīng)該引起我們的關(guān)注。 本文采用中尺度氣象模型（MM5）和空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)模型（CALPUFF）來模擬五彩灣礦區(qū)中空氣中粉塵濃度，同時(shí)分析了影響環(huán)境空氣粉塵濃度的主要因素。空氣質(zhì)量模型CALPUFF對(duì)輸入源強(qiáng)有規(guī)定，需要對(duì)排放源強(qiáng)進(jìn)行分類和整理：將煤礦的打眼爆破設(shè)置為瞬時(shí)面源；將露天煤礦本身，這種面積大但排放高度較低、量較小的排放源設(shè)為面源（煤炭裝卸源強(qiáng)為方便計(jì)算也歸于此）；將煤的道路運(yùn)輸起塵根據(jù)相關(guān)的規(guī)范設(shè)為線源。然后根據(jù)各類源強(qiáng)估算方法，進(jìn)行源強(qiáng)大小估算；耦合氣象診斷模型（CALMET）和中尺度氣象預(yù)測(cè)模型（MM5）模擬研究區(qū)域內(nèi)的氣象場(chǎng)，同時(shí)分析礦區(qū)的氣象特征。以1、4、7、10為代表月代表四季，使用CALPUFF模擬隨時(shí)間的分布，礦區(qū)的粉塵濃度變化情況，同時(shí)分析粉塵的濃度特征以與氣象的關(guān)系。 風(fēng)場(chǎng)模擬的礦區(qū)四季平均風(fēng)速中，冬季春季夏季秋季；礦區(qū)各季節(jié)西風(fēng)和東風(fēng)的概率最高，次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)；夏季在0點(diǎn)至4點(diǎn)有逆溫的存在，但只有幾十米的厚度；由于冬季空氣的豎向混合能力不強(qiáng)，且逆溫層厚度很大、同時(shí)維持時(shí)間較長，所以冬季較夏季相比會(huì)不利于污染物的豎向擴(kuò)散；在不同季節(jié)時(shí)，變化較大的是最大混合層高度，夏季時(shí)混合層最高為2500m以上，冬季時(shí)只有200m左右，對(duì)于日變化特征基本一致；礦區(qū)四季溫差較大，夏季和冬季最高溫和最低溫最大相差37°℃，，并且晝夜溫差在10℃以上。 在典型小時(shí)2012年7月11日21時(shí)，主要是風(fēng)速較大且持續(xù)揚(yáng)起，并且氣溫較高，使灑水降塵等一些抑塵措施達(dá)不到應(yīng)有的效果，加上混合層高度較低，極不利于粉塵的向外擴(kuò)散，故使得這一時(shí)刻粉塵濃度達(dá)到了較高值。典型日是10月31日，造成當(dāng)天粉塵濃度在某些區(qū)域偏高的主要原因是，持續(xù)的低風(fēng)速，和混合層高度全天高度基本都小于秋季平均值，不利于污染物在水平方向的擴(kuò)散。對(duì)于四季的平均濃度，呈現(xiàn)出礦區(qū)粉塵濃度從大到小依次為秋季夏季春季冬季，這主要和氣象條件及開采能力有關(guān)。對(duì)于粉塵濃度的日均值，經(jīng)過模擬，發(fā)現(xiàn)有些點(diǎn)位達(dá)標(biāo)，但有些點(diǎn)位超標(biāo)，這主要和模擬點(diǎn)的位置及粉塵擴(kuò)散能力有關(guān)。 為了減少礦區(qū)粉塵污染對(duì)自身和周邊環(huán)境尤其是保護(hù)區(qū)的影響，應(yīng)該采取一些有效的抑塵措施，在現(xiàn)有的灑水抑塵和擋風(fēng)抑塵墻(網(wǎng)）之外，還可以采取化學(xué)抑塵法、泡沫除塵等方法。
【關(guān)鍵詞】：露天煤礦 MM5/CALPUFF 粉塵濃度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X752
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究的目的及意義9-10
• 1.2.1 研究的目的9
• 1.2.2 研究的意義9-10
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線10-12
• 1.3.1 研究內(nèi)容10-11
• 1.3.2 技術(shù)路線11-12
• 1.4 建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域環(huán)境概況12-15
• 1.4.1 地理位置12-13
• 1.4.2 自然環(huán)境概況地形地貌13
• 1.4.3 區(qū)域水文及水文地質(zhì)概況13
• 1.4.4 氣象13
• 1.4.5 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況13-14
• 1.4.6 礦區(qū)周圍的自然保護(hù)區(qū)概況14-15
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5.1 國外研究現(xiàn)狀15
• 1.5.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀15-17
• 第2章 模型簡(jiǎn)介17-31
• 2.1 空氣質(zhì)量耦合模擬研究17-19
• 2.1.1 中尺度氣象數(shù)值模型17-18
• 2.1.2 空氣質(zhì)量模型18-19
• 2.2 MM5 模型系統(tǒng)介紹19-24
• 2.2.1 MM5 模型耦合模擬過程簡(jiǎn)介20-22
• 2.2.2 MM5 模式基本方程22-24
• 2.3 CALPUFF 模擬系統(tǒng)的組成24-30
• 2.3.1 CALMET 模塊26-28
• 2.3.2 CALPUFF 系統(tǒng)模塊28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 污染排放來源分析31-40
• 3.1 排放源的研究現(xiàn)狀31-36
• 3.1.1 礦坑采煤產(chǎn)塵源強(qiáng)估算32-34
• 3.1.2 礦坑爆破產(chǎn)塵源強(qiáng)估算34
• 3.1.3 煤炭運(yùn)輸?shù)缆樊a(chǎn)塵34-35
• 3.1.4 煤堆、排土場(chǎng)產(chǎn)塵35
• 3.1.5 物料裝車時(shí)機(jī)械落差產(chǎn)塵35-36
• 3.1.6 自卸汽車卸料起塵36
• 3.2 排放源空間分析36-38
• 3.3 排放源輸入簡(jiǎn)表38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 氣象條件模擬及成果分析40-53
• 4.1 氣象條件模擬方案41-45
• 4.1.1 中尺度氣象背景場(chǎng)41-43
• 4.1.2 CALMET 診斷氣象場(chǎng)43-45
• 4.2 礦區(qū)氣象要素分析成果45-52
• 4.2.1 風(fēng)45-47
• 4.2.2 溫度層結(jié)分析47-50
• 4.2.3 混合層高度分析50-52
• 4.2.4 氣溫52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 礦區(qū) PM10濃度模擬和分析53-67
• 5.1 模擬方案53-54
• 5.1.1 模擬范圍53
• 5.1.2 模擬方案的時(shí)間參數(shù)53
• 5.1.3 模擬方案排放源的參數(shù)設(shè)置53-54
• 5.2 模擬的結(jié)果校核驗(yàn)證54-57
• 5.3 模擬結(jié)果分析57-66
• 5.3.1 典型小時(shí)濃度與氣象條件關(guān)系分析57-58
• 5.3.2 典型日濃度與氣象條件關(guān)系分析58-61
• 5.3.3 四季粉塵濃度平均值比較61-64
• 5.3.4 四季日平均濃度值64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第6章 礦區(qū)粉塵污染防治措施67-71
• 6.1 礦區(qū)現(xiàn)有抑塵措施67-68
• 6.1.1 灑水抑塵67-68
• 6.1.2 擋風(fēng)抑塵墻(網(wǎng))68
• 6.2 可采取的抑塵技術(shù)措施68-69
• 6.2.1 化學(xué)抑塵技術(shù)68-69
• 6.2.2 泡沫除塵69
• 6.2.3 其它抑塵技術(shù)措施69
• 6.3 本章小結(jié)69-71
• 第7章 結(jié)論71-73
• 7.1 結(jié)論71-72
• 7.2 研究成果意義72
• 7.3 展望72-73
• 附圖： 典型小時(shí)不同高度風(fēng)場(chǎng)情況73-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 致謝81-82
• 作者簡(jiǎn)歷82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡小明,劉樹華,梁福明,王建華,劉和平,李炬,王迎春;北京區(qū)域近地邊界層特征數(shù)值模擬[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

2 劉海玉,馮杰;煤場(chǎng)二次揚(yáng)塵的計(jì)算方法及其應(yīng)用[J];山東環(huán)境;1998年03期

3 任永建;賴安偉;高慶先;;山西省陽泉市大氣環(huán)境質(zhì)量數(shù)值模擬[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2010年02期

4 劉棟;MM5模式對(duì)區(qū)域氣候模擬的性能試驗(yàn)[J];高原氣象;2003年01期

5 時(shí)進(jìn)鋼;王亞男;陳曉麗;;黃河中上游能源化工區(qū)大氣污染跨界環(huán)境影響分析[J];環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù);2011年06期

6 SHRESTHA Kundan Lal;KONDO Akira;KAGA Akikazu;INOUE Yoshio;;High-resolution modeling and evaluation of ozone air quality of Osaka using MM5-CMAQ system[J];Journal of Environmental Sciences;2009年06期

7 陸國榮,蔡錦勇,唐子沛,柳炳桁,馬丹文;白銀深凹露天礦粉塵污染與氣象條件[J];環(huán)境科學(xué);1988年03期

8 宋宇,陳家宜,蔡旭暉;石景山工業(yè)區(qū)PM_(10)污染對(duì)北京市影響的模擬計(jì)算[J];環(huán)境科學(xué);2002年S1期

9 宋馬俊;;國外煤礦粉塵控制新技術(shù)[J];湖南安全與防災(zāi);2007年01期

10 李翔;李長有;;淀粉接枝共聚丙烯酸-丙烯酰胺煤塵抑塵劑的合成及應(yīng)用[J];化學(xué)研究;2010年01期

  本文關(guān)鍵詞：荒漠區(qū)典型露天煤礦粉塵擴(kuò)散模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：324389