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露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究

郭尧 刘殿书

郭尧, 刘殿书. 露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究[J]. 矿业科学学报, 2021, 6(6): 703-710. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2021.06.009
引用本文: 郭尧, 刘殿书. 露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究[J]. 矿业科学学报, 2021, 6(6): 703-710. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2021.06.009
Guo Yao, Liu Dianshu. Study on key parameters of water bag dust removal in open air deep hole blasting[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2021, 6(6): 703-710. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2021.06.009
Citation: Guo Yao, Liu Dianshu. Study on key parameters of water bag dust removal in open air deep hole blasting[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2021, 6(6): 703-710. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2021.06.009

露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究

doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2021.06.009
详细信息
    作者简介:

    郭尧(1983—),男,湖南湘西人,博士研究生,主要从事岩土工程和矿建工程方面的研究工作。E-mail:guoyao14983@163.com

  • 中图分类号: TD235; O38

Study on key parameters of water bag dust removal in open air deep hole blasting

  • 摘要: 本文采用ANSYS Fluent数值软件与现场实验相结合的方法研究了水袋降尘原理,重点分析了水袋起爆时差与间隔距离对降尘效果的影响。结果表明:第一排水袋起爆与深孔爆破时差在1~1.5 s时,爆破水雾浓度较大且扩散范围最广,能够与爆破产生的粉尘云充分接触;第一排与第二排水袋起爆时差在0.5~1.0 s时,水袋沿途降尘效果较优;两水袋间隔距离在10~15 m时,爆破雾化的覆盖面积大,爆破后粉尘的捕捉能力更好。采用水雾捕尘措施后,50 m处落尘量与未采取措施相比增加了27 %,100 m处落尘量增加12 %,150 m处落尘量减少16 %,爆后50 s粉尘浓度降低36 %。水雾与尘粒作用,加速了尘粒的沉降,近区落尘量增加,远处落尘量减小。
  • 图  1  露天台阶爆破三维几何模型

    Figure  1.  Three-dimensional geometric model of open-pit bench blasting

    图  2  露天台阶爆破后粉尘的动态扩散过程

    Figure  2.  Dynamic diffusion process of dust after open-pit bench blasting

    图  3  深孔爆破与水袋起爆时差对爆破降尘效果的影响

    Figure  3.  Effect of time difference between deep-hole blasting and water bag blasting on blasting dust removal effect

    图  4  水袋间起爆时差对爆破降尘效果影响分析

    Figure  4.  Analysis of the effect of time difference between water bags on blasting dust removal

    图  5  水袋间距差对爆破降尘效果影响分析

    Figure  5.  Analysis of influence of water bag spacing difference on blasting dust removal effect

    图  6  实验方案现场

    Figure  6.  The site situation of the test scheme

    图  7  爆破过程

    Figure  7.  The blasting process

    表  1  边界条件及求解参数设置

    Table  1.   Boundary conditions and solution parameter setting

    边界条件及求解参数 参数设定
    速度入口 2 m/s
    水力直径 41.5 m
    湍流强度 4.75%
    出口边界 Pressure-outlet
    剪切边界 No Slip
    压力—速度耦合方式 SIMPLEC
    离散格式 Second Order Upwind
    收敛标准 10-6
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    表  2  离散相模型及粉尘源设置

    Table  2.   Discrete phase model and dust source setting

    离散相及粉尘源参数 参数设定
    相间耦合频率 10
    计算步数 10 000
    阻力特征 Spherical
    粒径分布函数 Rosin-Rammler
    粒径 Min 0.33 μm;Max470 μm;Mean140 μm
    分布指数 1.98
    初始抛出速度 86 m/s
    质量流率 6 kg/s
    积分尺度 0.15
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    表  3  两种情况爆后50 s的粉尘浓度

    Table  3.   Dust concentration 50 s after explosion in both cases

    测点 1 2
    距离/m 75 75
    粉尘浓度/(mg·m-3) 118 184
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    表  4  落尘量统计值

    Table  4.   Dust fall statistics

    方案 测点号 落尘量/(g·m-2) 测点号 落尘量/(g·m-2) 测点号 落尘量/(g·m-2)
    无降尘 1-1 6.94 2-1 1.96 3-1 1.04
    1-2 7.33 2-2 2.34 3-2 1.09
    1-3 6.78 2-3 1.82 3-3 0.98
    有降尘 1-4 8.91 2-4 2.39 3-4 0.88
    1-5 8.72 2-5 2.46 3-5 0.76
    1-6 9.08 2-6 1.98 3-6 0.97
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-20
  • 修回日期:  2021-07-07
  • 刊出日期:  2021-12-01

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