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水电站建设必然伴随料场开挖,露天料场在爆破、生产过程中产生大量粉尘,不仅对周边环境产生极大影响,而且机械部件运作时接触粉尘会加快磨损速度,降低其精度和寿命。粉尘被人体吸入后会造成职业病,当其表面吸附有害气体、液体或某些金属元素,将对机体形成更严重伤害。目前,爆破粉尘运移规律的模拟主要集中在煤矿密闭空间,对于水电站露天料场爆破粉尘运移模拟研究较少,因此,对露天料场粉尘扩散运移规律的模拟研究具有重要的现实意义。 本文的研究对象为水电站中具有代表性的露天石料场,进驻施工现场考察实际情况,并进行基本数据采集等前期准备工作。结合料场地形情况,根据气固两相流原理及特点,利用 FLUENT流体力学软件对杨房沟水电站金波料场露天梯段爆破粉尘运移规律和粉尘浓度分布模拟研究。通过稳态计算,分析风流流场、风压在台阶工作面的流场分布规律及变化特点;利用欧拉-拉格朗日中离散相(DPM)模型模拟在年平均风速1.4 m/s下爆后600s内采场爆破粉尘浓度变化,以及全尘和呼吸性粉尘两种类型运移状况。模拟计算得到爆后料场各时段的风场压力云图、适度矢量图,爆破粉尘全尘和呼吸性粉尘浓度分布图、颗粒位置分布图等可视化结果。 结果表明:爆破粉尘全尘大致分为两部分,一部分沿台阶面运动并逐渐沉降,另一部分溢出料场粉尘继续向下游移动,对下游料场同一岸边的区域影响较大;呼吸性粉尘运移状态易受外界干扰,易悬浮在空中,所以在爆后较短时间内溢出料场,对料场下游相对的右岸影响较大,浓度约为2.03-5/10? kg m。结合有关结论,可提出以下施工建议:应在爆破面以下设置降尘剂、防尘喷雾车等防尘措施;爆破后,工作人员及机械可移动至料场左端台阶面,减小或避免粉尘伤害;施工可采用水压爆破工法,在水耦合介质中添加降尘剂,对爆破台阶面水预湿处理等。