荒漠区典型露天煤矿粉尘扩散模拟研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得新疆农业大学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：散炜时间：凇伴年∥肖／z目关于学位论文使用授权的说明本人完全了解新疆农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：新疆农业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，可以采用影印、

2、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。本人授权新疆农业大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)时间：如，卢年∥月厂乙日时间：A／弦年厂月／乙日万方数据荒漠区典型露天煤矿粉尘扩散模拟研究摘要【llllWIllllllll0LIIIIIIIlllUillllY2697914煤炭作为当今世界经济中与石油、天然气并存的三大支柱能源之一，在未来相当长的时期内，以煤炭为主的能源供应格局难以改变，煤炭资源开发面临的环境保护形势也

3、更加严峻，特别是在荒漠区，露天煤矿的开发对自身及周边大气环境等造成一定影响。露天煤矿开采过程中的粉尘随风飘扬，若缺少相应的保护和净化设施，释放的粉尘除导致大气质量下降。新疆维吾尔自治区准东煤田五彩湾矿区，已探明可采储量约为117亿吨。该矿区煤质优良，是我国重要的动力煤和化工用煤基地之一。随着该煤矿的大量开采，矿区及其周边的空气污染问题应该引起我们的关注。本文采用中尺度气象模型(MM5)和空气质量预测模型(CALPUFF)来模拟五彩湾矿区中空气中粉尘浓度，同时分析了影响环境空气粉尘浓度的主要因素。空气质量模型CALPUFF对输入源强

4、有规定，需要对排放源强进行分类和整理：将煤矿的打眼爆破设置为瞬时面源；将露天煤矿本身，这种面积大但排放高度较低、量较小的排放源设为面源(煤炭装卸源强为方便计算也归于此)；将煤的道路运输起尘根据相关的规范设为线源。然后根据各类源强估算方法，进行源强大小估算；耦合气象诊断模型(CALMET)和中尺度气象预测模型(MM5)模拟研究区域内的气象场，同时分析矿区的气象特征。以l、4、7、10为代表月代表四季，使用CALPUFF模拟随时间的分布，矿区的粉尘浓度变化情况，同时分析粉尘的浓度特征以与气象的关系。风场模拟的矿区四季平均风速中，冬季>

5、春季>夏季>秋季；矿区各季节西风和东风的概率最高，次主导风向为西北风；夏季在0点至4点有逆温的存在，但只有几十米的厚度；由于冬季空气的竖向混合能力不强，且逆温层厚度很大、同时维持时间较长，所以冬季较夏季相比会不利于污染物的竖向扩散；在不同季节时，变化较大的是最大混合层高度，夏季时混合层最高为2500m以上，冬季时只有200m左右，对于日变化特征基本一致；矿区四季温差较大，夏季和冬季最高温和最低温最大相差37。℃，并且昼夜温差在10℃以上。在典型小时2012年7月11日2l时，主要是风速较大且持续扬起，并且气温较高，万方数据使洒水降

6、尘等一些抑尘措施达不到应有的效果，加上混合层高度较低，极不利于粉尘的向外扩散，故使得这一时刻粉尘浓度达到了较高值。典型日是10月31日，造成当天粉尘浓度在某些区域偏高的主要原因是，持续的低风速，和混合层高度全天高度基本都小于秋季平均值，不利于污染物在水平方向的扩散。对于四季的平均浓度，呈现出矿区粉尘浓度从大到小依次为秋季>夏季>春季>冬季，这主要和气象条件及开采能力有关。对于粉尘浓度的日均值，经过模拟，发现有些点位达标，但有些点位超标，这主要和模拟点的位置及粉尘扩散能力有关。为了减少矿区粉尘污染对自身和周边环境尤其是保护区的影响，

7、应该采取一些有效的抑尘措施，在现有的洒水抑尘和挡风抑尘墙(网)之外，还可以采取化学抑尘法、泡沫除尘等方法。关键词：露天煤矿；MM5／CALPUFF；粉尘浓度；数值模拟1I万方数据TheDustDifIfusionSimulationudiesofDesertTypicalOpen—pitCoalMineAbs仃actAsoneofthethreemainenergysourcesinglobaleconomy，coal，alongwithoilandgas，willcontinuetobethedominantsourceofen

8、ergyandintheforeseeablefuture．Coalminingisalsofacingmoreseveresituationregardingenvironmentprotection，especiallytheimpactont