我國露天礦煤炭產(chǎn)量在逐年遞增,同時破碎站也面臨著生產(chǎn)壓力在不斷地增加,破碎站卸料口作為物料轉(zhuǎn)運卸載的必要環(huán)節(jié),其產(chǎn)塵量巨大,污染范圍極廣。目前,破碎站卸料口使用的降塵方式主要是噴霧灑水降塵,這種方法降塵效率較低,且大量浪費水資源,急需要有一種新的降塵方法取代單一的噴霧灑水降塵,而新的降塵方案需要知道粉塵的運移規(guī)律才能更好的進行降塵。因此本文主要研究破碎站卸料口粉塵從產(chǎn)生到擴散的整個過程的規(guī)律,根據(jù)獲得的粉塵運移規(guī)律進行更好的降塵方案設(shè)計。破碎站物料流在卸載過程中會使粉塵大量急增,粉塵會隨著誘導(dǎo)風(fēng)流和沖擊氣流作用向的大氣中擴散,造成作業(yè)空間環(huán)境污染。粉塵濃度過高將給工人及周邊居民的身體健康帶來巨大的威脅,同時高濃度粉塵對周圍的植被也有毀滅性的傷害,加劇礦區(qū)設(shè)備的磨損,同時在高濃度粉塵條件下作業(yè)容易引發(fā)爆炸事件,嚴重影響露天礦安全高效的生產(chǎn)作業(yè)要求。本文通過理論分析及模型推導(dǎo)獲得不同粒徑粉塵的水平擴散方程和沉降方程,為治理防塵提供理論支撐。通過現(xiàn)場調(diào)研及數(shù)據(jù)采集,揭示了破碎站卸料口周圍污染性嚴重的粉塵的主要是由PM10組成,同時PM2.5又是評測大氣污染的重要指標,因此治理破碎站卸料口處的... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

半連續(xù)開采工藝環(huán)節(jié)的破碎站全景Figure1-1PanoramaoftheCrushingStationintheSemi-ContinuousMiningProcess

碩士學(xué)位論文82破碎站粉塵運移規(guī)律及起塵機理2DustMovementLawandDustingMechanismofCrushingStation當卸載物料進入卸料口后，物料由于重力作用會做豎直向下的自由落體運動，大量物料因觸底產(chǎn)生很高的反彈應(yīng)力，反彈應(yīng)力隨著物料接觸時的速度增大而增大，突破物料承受應(yīng)力極限時，就會在接觸點發(fā)生破碎現(xiàn)象。破碎發(fā)生區(qū)域較小，破碎煤巖粒徑也比較小[51]，具有動能的物料會將能量傳給周圍煤巖及卸料口壁面，使附著在坑底的粉塵和碰撞產(chǎn)生的粉塵獲得初始能量造成粉塵飛揚。同時，由于反彈作用破碎的物料向四周飛濺，會有部分物料在這個過程中產(chǎn)生二次碰撞起塵。物料的碰撞作用會使得物料流之間存在的空隙急劇下降[52]，使分布在物料空隙之中的氣體被快速的擠壓到大氣之中，這部分沖擊氣流會攜帶著附著在物料流上較小粉塵顆粒逃逸到大氣中，同時將碰撞產(chǎn)生的粉塵一同席卷到大氣中，造成粉塵的飛揚。此外，卡車作業(yè)時會伴隨著較大的震動，使得已經(jīng)沉降在破碎站周邊的粉塵再次飛揚。2.1破碎站卸料口起塵階段劃分（DivisionoftheDustingStageoftheDischargePortoftheCrushingStation）原煤未被開采時是一個整體結(jié)構(gòu)，為了便于運輸會對其進行數(shù)次的機械開采及爆破作用使其破碎為方便裝卸的塊度。原煤被機械開采后會有許多的粉塵附著在破碎的煤塊上，當物料再次發(fā)生碰撞，擠壓，震動時附著在上面的粉塵就會脫離束縛，逃逸到大氣當中，如圖2-1為卸料起塵圖。圖2-1破碎站卡車卸載全景圖Figure2-1Panoramaviewoftruckunloadingatcrushingstation

2破碎站粉塵運移現(xiàn)場實驗研究9圖2-2破碎站卡車卸載CAD平面圖Figure2-2UnloadingCADplanoftruckincrushingstation由圖2-2局部卡車卸載CAD圖可以看到破碎站卸料口的起塵擴散分為三個階段分別是起塵階段、動力誘導(dǎo)擴散階段、布朗擴散運動階段。2.1.1起塵階段(1)摩擦起塵卡車開始卸載時卡車翻斗慢慢增大傾斜角度，卸載角度達到物料堆積的自然安息角時，煤塊從翻斗上緩慢滑動下降。物料間開始相互摩擦，產(chǎn)生粉塵，同時車廂繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，隨著翻轉(zhuǎn)角度不斷增大，卸載的速度不斷的加大，參與摩擦的物料越來越多，產(chǎn)生的粉塵逐漸增多。同時，由于車身的震動影響，此時摩擦產(chǎn)生粉塵達到最高峰。開始進入脫離車廂做自由落體運動，高速下落的物料開始與空氣發(fā)生摩擦，空氣將附著在高速運動的煤塊上面的粉塵吹落下來，產(chǎn)生大量揚塵。(2)碰撞起塵原煤在下落過程中由于車廂翻轉(zhuǎn)角度逐漸加大導(dǎo)致原煤下落初始速度不一樣，這樣在空中下落的物料塊體也會發(fā)生碰撞起塵。最先到達底部的原煤物料會與壁面撞擊產(chǎn)生反彈，反彈的物料會與繼續(xù)下落的物料碰撞產(chǎn)生粉塵。當物料運動到卸料口底部時會與底部物料發(fā)生碰撞，原煤中的裂隙受到高速沖擊力會失去原來的約束力發(fā)生破碎起塵。碰撞產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力，接觸應(yīng)力隨撞擊速度的增大而增大，突破極限值時，就會在接觸點處產(chǎn)生破碎。(3)誘導(dǎo)起塵物料卸載的速度由緩慢到快速最終達到最大卸載速度，當大量物料離開翻斗做自由落體運動時產(chǎn)生的誘導(dǎo)氣流非常大。物料下落時由于改變了周圍氣壓分布，產(chǎn)生誘導(dǎo)氣流會將附著在原煤上的粉塵與碰撞產(chǎn)生的粉塵攜帶到空中，發(fā)生揚塵[53]。堆積在卸料口底部的煤堆受下落物料流的強大沖擊力，使煤塊破碎塵化，產(chǎn)生強烈沖擊氣流，此階段起塵量最大。

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本文編號：3345330