一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法及设备

本发明属于路面防尘领域，具体涉及一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法及设备。

背景技术：

1、目前，国内外露天矿多采用自卸卡车方式运输，露天矿采场运输道路的修筑标准较低，多数情况下为碎石块或泥土简单施工，道路强度不够，路面特别容易遭到破坏。汽车运输过程中，运输物料受气流作用从车厢扩散到空气，沉积在路面上后，再经过车轮的反复碾压，破碎为粒径较小的粉尘，然后在车轮和风的作用下，扩散到空气中，当有车辆再次经过时，上述过程又会重复进行。露天矿的运输路面扬尘是矿山粉尘污染的重要来源之一。特殊的开采条件和自卸卡车的自身特性导致了露天矿运输道路较差，部分矿山缺乏对路面的维护，更加剧了露天矿运输路面的扬尘问题。

2、目前，洒水除尘是露天矿运输道路最常用的除尘方式，即通常所称的湿式除尘法，能有效降低工作面粉尘浓度。但是效果并不持久，频繁而反复的洒水可达到短暂的防尘效果，但对路面材料的风化和粉化却起到了持续加速的作用，从而产生愈来愈多的细微粉尘。并且，冬季运输路面洒水会导致路面结冰，威胁行车安全。

3、目前，喷雾降尘是一种新型的降尘技能，使用喷雾系统产生的雾滴极其细微，对粒径较小的粉尘颗粒捕捉能力较好，并且喷雾降尘系统可以基于粉尘运移范围控制喷水的用量，但喷雾降尘的效果受风速、风向等气象条件的限制，当气象条件复杂或恶劣时，喷雾的降尘效果会受到影响。而且，喷雾降尘只是一种暂时性的降尘措施，长期来看并不能从根本上解决粉尘扬尘问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法及设备，以解决现有技术中的问题，本发明所采用的技术方案是：一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法，经过仿真模拟后，包括以下步骤：

5、步骤101，混合麦秆与稻草，形成混合秸秆；

6、步骤102，测量矿区运输路面单位面积上粉尘质量；

7、步骤103，取混合秸秆均匀摊铺在运输路面上的其中一段；

8、步骤104，经过压路车碾压，一部分混合秸秆碾至粉尘层内，另一部分裸露在粉尘层表面；

9、步骤105，监测空气中粉尘浓度；

10、步骤106，根据步骤105观测的粉尘浓度判断是否满足防尘需求；

11、步骤107，若不满足防尘需求，继续在原摊铺面上重复步骤103、104、105步骤，直至满足防尘需求；

12、步骤108，满足防尘需求后，将混合秸秆摊铺在所有露天矿运输路面，并经过压路车碾压。

13、进一步地，所述仿真模拟包括以下步骤：

14、步骤201，利用三维建模软件建立1:1物理模型，物理模型包括卡车模型、路面模型和混合秸秆模型；

15、步骤202，将物理模型导入到计算流体动力学软件中，建立流场模型和网格模型；

16、步骤203，将流场网格模型导入计算流体动力学软件中，建立离散相颗粒模型、湍流模型以及动网格模型；

17、步骤204，利用计算流体动力学软件分析在运输路面上摊铺混合秸秆后车辆经过时的粉尘浓度；

18、步骤205，利用计算流体动力学软件分析在运输路面上未摊铺混合秸秆时的粉尘浓度；

19、步骤206，对比摊铺混合秸秆和未摊铺混合秸秆时的数据；

20、步骤207，得到摊铺混合秸秆时的粉尘浓度下降量，从而论证摊铺混合秸秆对治理路面粉尘有效。

21、一种露天矿运输路面粉尘污染控制设备，包括压路车，该压路车用于将混合秸秆碾入运输路面的粉尘层内，所述压路车的前端设置可升降的碾压机构，用于碾压混合秸秆。

22、进一步的，所述碾压机构包括碾压带，所述碾压带套设在至少两个滚轴上，所述滚轴连接升降装置，用于驱动其升降，并使所述碾压带抵接或脱离地面。

23、进一步的，所述升降装置包括液压缸，所述液压缸安装在固定板上，所述固定板固定连接在所述压路车的前端，所述液压缸的输出端竖直设置并固定连接升降板，所述升降板底部可转动地连接所述滚轴。

24、进一步的，所述固定板上设置有中空部分，所述升降板位于所述中空部分的上方，所述滚轴和所述碾压带均位于所述中空部分内，所述滚轴两端可转动地连接滑板，所述滑板可上下滑动地连接所述中空部分的内壁，所述滑板的顶部固定连接所述述升降板的底部。

25、进一步的，所述固定板上还设置有支撑轮，所述支撑轮分布在所述固定板的两侧，所述支撑轮接触地面。

26、本发明具有以下有益效果：本发明针对露天矿运输路面粉尘污染控制效果好，防尘周期长，施工工艺简单，能够大幅降低粉尘浓度，改善矿区运输路面交通路况；露天矿运输路面粉尘污染控制所用原材料来源于农作物的废弃物，成本低，节约水资源，可实现农作物废弃物的资源化利用；并且通过压路机来压摊铺秸秆后的运输路面，在压力作用下能够使秸秆和土层更好的结合，提高紧密度，增强防尘效果，同时提高路面承载力、稳定性和耐久性，增加路面使用寿命。

技术实现思路

技术特征：

1.一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法，其特征在于，经过仿真模拟后，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法，其特征在于，所述仿真模拟包括以下步骤：

3.一种露天矿运输路面粉尘污染控制设备，其特征在于，采用权利要求1所述的控制方法，包括压路车(1)，该压路车(1)用于将混合秸秆碾入运输路面的粉尘层内，所述压路车(1)的前端设置可升降的碾压机构，用于碾压混合秸秆。

4.根据权利要求3所述的一种露天矿运输路面粉尘污染控制设备，其特征在于，所述碾压机构包括碾压带(6)，所述碾压带(6)套设在至少两个滚轴(5)上，所述滚轴(5)连接升降装置，用于驱动其升降，并使所述碾压带(6)抵接或脱离地面。

5.根据权利要求4所述的一种露天矿运输路面粉尘污染控制设备，其特征在于，所述升降装置包括液压缸(7)，所述液压缸(7)安装在固定板(2)上，所述固定板(2)固定连接在所述压路车(1)的前端，所述液压缸(7)的输出端竖直设置并固定连接升降板(3)，所述升降板(3)底部可转动地连接所述滚轴(5)。

6.根据权利要求5所述的一种露天矿运输路面粉尘污染控制设备，其特征在于，所述固定板(2)上设置有中空部分，所述升降板(3)位于所述中空部分的上方，所述滚轴(5)和所述碾压带(6)均位于所述中空部分内，所述滚轴(5)两端可转动地连接滑板(4)，所述滑板(4)可上下滑动地连接所述中空部分的内壁，所述滑板(4)的顶部固定连接所述述升降板(3)的底部。

7.根据权利要求5所述的一种露天矿运输路面粉尘污染控制设备，其特征在于，所述固定板(2)上还设置有支撑轮(8)，所述支撑轮(8)分布在所述固定板(2)的两侧，所述支撑轮(8)接触地面。

技术总结
本发明属于路面防尘领域，公开了一种露天矿运输路面粉尘污染控制方法及设备，该方法包括混合麦秆与稻草、测量质量、摊铺秸秆、压路车碾压、监测粉尘浓度、判断是否满足防尘需求、将混合秸秆摊铺在所有露天矿运输路面并经过压路车碾压；本发明针对露天矿运输路面粉尘污染控制效果好，防尘周期长，施工工艺简单，能够大幅降低粉尘浓度，改善矿区运输路面交通路况；露天矿运输路面粉尘污染控制所用原材料来源于农作物的废弃物，成本低，节约水资源，可实现农作物废弃物的资源化利用；并且通过压路机来压运输路面，在压力作用下能够使秸秆和土层更好的结合、提高路面承载力，增强防尘效果。

技术研发人员：王来贵,王逸腾,赵娜,刘向峰,陈鹤
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4