文章编号:1009-6094(2023)02-0538-09风速对露天矿采装工作面粉尘聚并效应的影响分析*宋子岭，许璇，赵晓亮，贾兰，贾正昭，张凯(辽宁工程技术大学环境科学与工程学院，辽宁阜新，123000)摘要:风速对露天矿采装工作面的可吸入颗粒物的聚并效应有显著影响，为了探究不同风速下PM10聚并效果，分析质量浓度变化机理，构建采装机械与外流域三维模型，利用Fluent软件针对新疆某露天采装面实际情况，模拟不同风速下外流场以及粉尘分布规律。结果表明:流经工作面的风流因采装设备的遮挡，在采装车厢内部与下风侧附近形成低速旋涡，使得此范围粉尘质量浓度较高;外界风速越大，高浓度粉尘区域越随风沿下风侧向后运移;随着扩散时间增加，外界风速越大，车厢附近的浓度降低得越多，沿程扩散距离越远，在采装车厢下风侧1～2m是粉尘重点防护区域;外界风速越大，车厢附近涡流结构越复杂，PM10的聚并效应增强，颗粒数量减小从而导致质量浓度大幅下降。关键词:环境工程学;可吸入颗粒物;采装工作面;聚并过程;气固两相流;数值模拟中图分类号:X936文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2021.1826*收稿日期:20211117作者简介:宋子岭，教授，博士，从事矿业工程、环境科学与资源利用、地质学等研究;赵晓亮(通信作者)，副教授，从事粉尘污染控制研究，lgd18841808936@163.com。基金项目:国家自然科学基金项目(51474119)0引言露天矿采装工作主要在开放式通风条件下进行，产生的粉尘颗粒物瞬时浓度高，扩散过程受外界风流影响大，高强度作业模式导致粉尘污染问题日益严重，其中10μm以下的可吸入颗粒物(后面均简称为PM10)是诱发矿工尘肺病的主要因素［1］。长期暴露于高浓度粉尘的工作环境会对矿工身心产生巨大的危害［23］。本文研究的露天矿首采区采掘场+405m水平剥离台阶均进入火烧区，其中采装工作面是露天煤矿主要产尘源之一，采装卡车司机所处的位置为高浓度呼吸性粉尘污染区域，因此，深入研究呼尘的治理问题是重中之重。国内外许多学者基于气固两相流理论研究粉尘运移和分布规律，1964年，Fuchs［4］首先研究了颗粒在风流中的运动方式以及随风流的迁移特性，为颗粒动力学奠定了基础。1996年，杨胜来等［5］在国内最先运用数值模拟的方法，将综采工作面的含尘气流看作气固两相流，模拟出粉尘质量浓度分布情况，建立了粉尘运动的数学模型。2002年，Witt等［6］利用Fluent软件对胶带运输机粉尘颗粒运动规律进行模拟。2006年，杨丹［7］采用数值模拟的方法，研究...
