露天煤矿粉尘运动扩散规律及数值模拟研究

"露天煤矿粉尘运动弥散规律的研究" 本文针对露天煤矿中的粉尘运动与扩散问题，深入探讨了粉尘粒子在不同环境条件下的运动规律。在露天煤矿作业中，粉尘的产生主要源于穿孔、爆破、铲装、运输和排土场等活动，这些过程会严重影响工人的健康和工作环境。为了改善这种状况，对粉尘产生与运移规律的研究至关重要，不仅有利于减少大气污染，还具有显著的经济与实用价值。 首先，文章建立了粉尘扩散的基本方程，这是分析粉尘运动的基础。对于不可压缩的黏性气体，其运动方程由气体密度、运动时间、速度、压力和质量力等因素决定。而粉尘颗粒由于粒径小，通常假设为球形，其运动方程相对简化，考虑了重力、气体阻力和黏性系数等因素。 接下来，研究采用了COMSOL软件进行数值模拟，这是一种强大的多物理场仿真工具，能够准确模拟粉尘在不同风速下的运移轨迹。通过模拟发现，小颗粒粉尘因其自身重力小，容易被风力携带至较远距离，而大颗粒粉尘由于重力作用，往往难以远离矿坑，扩散范围有限。此外，风速的变化对粉尘运移轨迹有显著影响，即使尘源位置相同，不同风速下粉尘的扩散路径也会呈现明显差异。 这些研究结果为露天煤矿粉尘控制提供了理论依据。根据粉尘粒径和风速的关系，可以制定更有效的防尘策略，例如，通过调整作业方式、增加风速控制措施或采用针对性的除尘设备，以减少粉尘对环境和工人健康的危害。同时，数值模拟方法也为未来更复杂工况下的粉尘运动研究提供了新的研究手段。 本文的研究不仅深化了对露天煤矿粉尘运动规律的理解，也为实际工程中的粉尘防治提供了科学依据。通过进一步优化模型参数，结合现场监测数据，未来有可能实现粉尘扩散的精确预测，从而更好地指导煤矿安全生产和环境保护。