【摘要】：深凹露天礦山風(fēng)流場(chǎng)主要受動(dòng)力與熱力兩種因素影響,根據(jù)相關(guān)學(xué)者對(duì)露天礦采場(chǎng)內(nèi)風(fēng)流結(jié)構(gòu)與空間分布的相關(guān)研究表明,當(dāng)?shù)乇盹L(fēng)速大于1m/s時(shí),熱力對(duì)風(fēng)流場(chǎng)影響較小,風(fēng)流動(dòng)力作用占主導(dǎo)地位,此時(shí)采場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)復(fù)環(huán)流結(jié)構(gòu)。復(fù)環(huán)流結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙采場(chǎng)內(nèi)外空氣交換,導(dǎo)致污染物濃度升高,威脅礦山的生產(chǎn)安全與工作人員的身體健康。本文采取理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、相似實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,對(duì)動(dòng)力主導(dǎo)下的深凹露天礦內(nèi)復(fù)環(huán)流形態(tài)演變規(guī)律及空間分布特性進(jìn)行研究。本文根據(jù)空間風(fēng)流場(chǎng)形態(tài)特征實(shí)驗(yàn)及邊坡風(fēng)向觀測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析得出露天礦復(fù)環(huán)流的空間結(jié)構(gòu)包括垂直與水平兩個(gè)方向的環(huán)流,結(jié)合相似實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出復(fù)環(huán)流中心軸為倒“U”型結(jié)構(gòu)。通過(guò)數(shù)值模擬軟件對(duì)深凹露天礦及相似實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行數(shù)值模擬運(yùn)算,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、相似實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比印證,進(jìn)一步確定復(fù)環(huán)流中心軸空間結(jié)構(gòu)為倒“U”型。對(duì)露天礦深度、邊坡角及長(zhǎng)軸尺寸等參數(shù)對(duì)復(fù)環(huán)流形態(tài)分布規(guī)律進(jìn)行的研究,確定了復(fù)環(huán)流形態(tài)演變及空間分布影響因素重要度。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),相似實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,基于邊界層分離理論,揭示出復(fù)環(huán)流空間形態(tài)的動(dòng)力學(xué)因素為露天礦采場(chǎng)中背風(fēng)坡與迎風(fēng)坡-坑底之間的壓力差,該壓力差也是復(fù)環(huán)流中心軸呈倒“U”型結(jié)構(gòu)的主要原因。根據(jù)本文對(duì)復(fù)環(huán)流結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究,結(jié)合渦運(yùn)動(dòng)理論與復(fù)環(huán)流動(dòng)力學(xué)機(jī)制,基于數(shù)值模擬結(jié)果提出以渦通量為判定依據(jù),臨界雷諾數(shù)與空間位置為篩選條件的復(fù)環(huán)流影響范圍計(jì)算方法。在復(fù)環(huán)流影響范圍計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,對(duì)不同條件下的深凹露天礦中復(fù)環(huán)流影響范圍及空間位置分布進(jìn)行計(jì)算分析,運(yùn)用量綱分析法構(gòu)建深凹露天礦復(fù)環(huán)流形態(tài)演變及空間分布預(yù)測(cè)模型并對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。本文研究成果對(duì)完善深凹露天礦通風(fēng)理論及采場(chǎng)空氣污染治理提供理論依據(jù),對(duì)提升采場(chǎng)通風(fēng)能力,合理安排生產(chǎn)規(guī)劃,改善職工作業(yè)環(huán)境具有實(shí)際意義。
【圖文】：

凹露天礦的復(fù)環(huán)流結(jié)構(gòu)是主要的風(fēng)流結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是存在著明顯的直流逡逑區(qū)域和復(fù)環(huán)流區(qū)域，背風(fēng)坡附近存在明顯的下沉氣流，隨著采深的加深還會(huì)逡逑產(chǎn)生二次回流，這三種風(fēng)流結(jié)構(gòu)的具體風(fēng)流描述如圖２－１［１６］所示。逡逑－７邋－逡逑

在自然風(fēng)流較弱的情況下，，露天礦懫場(chǎng)內(nèi)空氣的運(yùn)動(dòng)形式以對(duì)流式和逆逡逑X検階釵饗浴Ｋ孀拋勻環(huán)緦髟碩募憂�，懫场闹u饕緦鶻峁褂扇攘νǚ玨義獻(xiàn)湮緦?duì)通芳偓芯暽挚圁|交蚋椿妨魘酵ǚ紓ㄈ繽跡玻常�。辶x媳撤綈銼咂陸牽校荊保

本文編號(hào)：2637491