[发明专利]一种煤炭静置堆垛起尘规律的模拟方法

说明书

本申请公开了一种煤炭静置堆垛起尘规律的模拟方法，包括如下步骤：对目标煤炭静置堆垛进行粒径筛分聚类，得到待测样品的粒径分布数据；基于待测样品的粒径分布数据，开展煤炭表面含水率监测分析，获得目标煤炭静置堆垛的含水率数据；基于粒径分布数据和含水率数据，建立风洞试验工况；基于风洞试验工况，开展起尘试验，得到煤炭静置堆垛起尘规律的模拟数据。本申请通过煤炭粒径分布试验研究、含水率特征试验研究、启动风速模拟风洞试验研究和静态起尘模拟试验研究，建立符合现场煤堆实际情况的风洞试验工况和煤堆模型，从多个角度准确反映现场煤堆的起尘量，为抑制静置煤堆起尘建立理论基础。

技术领域

本申请属于环境监测技术领域，具体涉及一种煤炭静置堆垛起尘规律的模拟方法。

背景技术

目前，煤炭堆场多为露天安置，受气象影响煤炭堆垛容易发生大量起尘，造成大面积的煤尘污染，严重污染煤炭堆场周围的大气和生态环境。煤炭粉尘污染影响因素众多，主要包括作业工艺、风速风向、空气湿度、降水等。

十三五期间，海港、河港的新建、扩建和技术改造项目在可行性研究阶段的环境影响评价中，煤炭和矿石静态起尘量的估算主要依靠《港口建设项目环境影响评价规范》(JTS105-l)中给出的起尘公式，其为众多研究人员采用风洞试验、数学模拟等多种研究手段经过多年探索、不断修正得出的成果，在环境评价、粉尘总量控制等相关领域得到了广泛应用，是经验数据和理论推导相结合得出的相对成熟的公式。

但在实现过程中，传统技术的计算存在滞后性，容易造成环境污染和煤尘扩散；另外，当地面风速小于等于3.2m/s时，该方法计算的起尘量与实际数值差别很大。

发明内容

本申请提出了一种煤炭静置堆垛起尘规律的模拟方法，通过煤炭粒径分布试验研究、含水率特征试验研究、启动风速模拟风洞试验研究和静态起尘模拟试验研究，得到精确的静置煤堆起尘量。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

一种煤炭静置堆垛起尘规律的模拟方法，包括如下步骤：

对目标煤炭静置堆垛进行粒径筛分，得到待测样品的粒径分布数据；

基于所述待测样品的所述粒径分布数据，进行煤炭表面含水率监测分析，获得所述目标煤炭静置堆垛的含水率数据；

基于所述粒径分布数据和所述含水率数据，确定风洞试验关键控制因子和风洞试验工况数据；

基于所述风洞试验工况数据，得到煤炭静置堆垛起尘规律的模拟数据。

优选的，采用音波振动式粒度仪系统，对所述待测样品进行粒径筛分，得到所述粒径分布数据。

优选的，获得所述目标煤炭静置堆垛的含水率数据的方法包括：

按照预设时间间隔和预设深度，采集煤堆表层样品；

在环境温度条件下干燥至样品质量恒定后，基于所述待测样品的所述粒径分布数据，并根据样品质量变化计算所述目标煤炭静置堆垛的所述含水率数据。

优选的，所述风洞试验关键控制因子包括：含水率、粒径、静态堆存和风速。

优选的，所述风洞试验工况包括静态单堆条件下的含水率工况、煤种工况和风速工况，以及静态多堆条件下的含水率工况、煤种工况和风速工况。

优选的，根据风洞试验转盘尺寸和所述目标煤炭静置堆垛原形尺寸及相似率准则，确定用于风洞试验的煤堆模型与所述目标煤炭静置堆垛的比例关系。

优选的，得到煤炭静置堆垛起尘规律的模拟数据包括：

根据所述煤堆模型起尘的预设稳定临界时间和所述风洞试验工况，开展所述起尘试验，获得所述煤堆模型的起尘量；

基于所述煤堆模型的所述起尘量、所述煤堆模型的表面积和吹蚀时间，得到所述目标煤炭静置堆垛的起尘量，所述吹蚀时间等于所述预设稳定临界时间。