金属矿山多中段高溜井卸矿产尘机理及污染效应和控制研究

Dust of high concentration is produced during the unloading process of ore through the high ore-pass of multi-levels, leading to severe air pollution of connecting tunnels, which poses a great threat to workers health and safety.This project commits to solve the technical problems of dust control on the unloading process of ore through the high ore-pass of multi-levels by doing research on dust production mechanism, simulation and control technology of high ore-pass. The characteristics of the impact air flow and dust distribution in high ore-pass, and dust production mechanism, and the relationship of the influence factors is revealed through field survey, theoretical analysis, similar model test, simulation, and actual measurement in accompany with advanced equipment, devices and measuring technology.A three-dimensional mathematical model of the impact air flow and dust discharge resulted from ore dumping, and dust pollution diffusion is established. The simulation software is developed and analysed. The simulation of the dust generation and the pollution effect is achieved. The generation of random dust features during ore dumping process is proven. a dynamic model is developed subsequently to obtain a visualized study of the impact air flow and dust pollution effect in high ore-pass.By integrating dust control method of high ore-pass for every level, an innovative automatic combined dust control technology is proposed to settle the dust hazard problem, the new technology and method of dust control is provided for the high ore-pass of multi-levels.

金属矿山多中段高溜井卸矿会产生高浓度粉尘，严重污染周边巷道的空气，对作业人员的身体健康造成严重威胁。项目针对多中段高溜井卸矿产生粉尘难以控制的技术难题，以高溜井粉尘产生机理及仿真模拟和控制为研究对象，结合现场实际条件，运用空气污染控制、多相流动和计算机软件编程等理论和方法，以现场调查、理论分析、相似模型试验和仿真模拟等技术手段，采用先进仪器、设备和测试方法，揭示高溜井卸矿冲击气流和粉尘分布特征、粉尘产生机理及其影响因素之间的量化关系；建立多中段高溜井卸矿冲击气流大小、粉尘产生量和粉尘污染扩散的三维数学模型，开发仿真模拟软件并进行分析，实现粉尘产生及污染效应的仿真模拟，探明物料下落过程中随机性粉尘的产生特性，动态直观揭示高溜井卸矿冲击气流和粉尘污染效应的特征,提出多中段高溜井卸矿自动联合粉尘控制措施，确定多中段高溜井卸矿粉尘控制之间的配套关系。为多中段高溜井粉尘控制提供一种新的技术和方法。

金属矿山多中段高溜井卸矿会产生高浓度粉尘，严重污染周边巷道的空气，对作业人员的身体健康造成严重威胁。项目针对多中段高溜井卸矿产生粉尘难以控制的技术难题，以高溜井粉尘产生机理及仿真模拟和控制为研究对象，结合现场实际条件，运用空气污染控制、多相流动和计算机软件编程等理论和方法，以现场调查、理论分析、相似模型试验和仿真模拟等技术手段。分析了卸矿时高溜井内冲击气流及矿石颗粒的受力情况，推导出卸矿时溜井内冲击风速的气固耦合求解方程，建立了高溜井粉尘时空分布的三维数学模型，揭示了高溜井卸矿冲击气流和粉尘分布特征、粉尘产生机理及其影响因素之间的量化关系。建立了高溜井卸矿粉尘产运规律相似实验平台，通过控制卸矿流量，提高矿石含水率，降低卸矿高度等手段可以有效降低卸矿产尘，建立了高溜井粉尘产尘量与各因素之间的关系及活塞风产生冲击气流的数学模型。采用高速摄影机分析了高溜井活塞风冲击气流与粉尘运动的动态变化关系，揭示了高溜井活塞风的形成机理；探明了物料下落过程中随机性粉尘的产生特性，得出粉尘滞后于冲击气流运动，揭示了高溜井卸矿粉尘产生机理及其影响因素之间的量化关系。开发了高溜井卸矿仿真模拟软件，实现了卸矿粉尘产生及污染效应仿真模拟，动态直观揭示了高溜井卸矿冲击气流和粉尘污染效应的特征，同时得出气流由卸矿口流入联络巷的中段为主要卸矿粉尘涌出点，卸矿粉尘涌出点的个数并不随溜井中段个数的增加而增加，结合含水率对卸矿产尘的影响，建立了卸矿口出冲击风速及粉尘浓度预测模型。确定了雾滴粒径和润湿能力是影响气水喷雾降尘效果，以及发泡量和泡沫稳定性是影响泡沫降尘效果的关键因素，提出了包含卸矿口气水喷雾及矿仓喷射泡沫的多中段高溜井卸矿粉尘自动联动控制方法，建立了卸矿粉尘不同中段联动控制方法之间的配套关系，开发出多中段溜井卸矿粉尘联动控制系统，实现了不同中段联动降尘，为多中段高溜井粉尘控制提供一种新的技术和方法。