一种动态作业起尘规律的模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种动态作业起尘规律的模拟方法，包括以下步骤：获取煤炭样本的煤炭粒径分布数据与自然含水率；基于所述煤炭粒径分布数据，获取代表煤种与代表煤种的自然含水率；获取动态起尘作业工况，基于所述代表煤种、所述代表煤种的含水率与所述动态起尘作业工况，获取起尘量风洞试验工况；基于所述起尘量风洞试验工况，获取动态作业起尘规律模型，完成动态作业起尘规律的模拟。通过本发明专利技术的模拟方法，获得动态起尘规律数据，能为未来大气排污核算工作提供科学依据和技术支撑，同时能为同类型的煤炭港口粉尘抑制工作提供解决方案。同类型的煤炭港口粉尘抑制工作提供解决方案。同类型的煤炭港口粉尘抑制工作提供解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种动态作业起尘规律的模拟方法


[0001]本专利技术属于大气粉尘污染防治环保
，尤其涉及一种动态作业起尘规律的模拟方法。

技术介绍

[0002]我国港口大气总悬浮颗粒物（Total Suspended Particles，简称TSP）普遍超标，港口尘源分布复杂，起尘主要来源于散货的装卸、堆存和输运环节，其起尘量分别约占总尘源量的35%、50%和15%。敞开式露天作业方式决定了煤粉粉尘的堆存、装卸、传输等主要产尘环节都在露天堆场内完成。堆场内在堆取料机动态装卸的作用下，释放出大量粉尘，不仅直接导致了数以亿计的原料损失，而且造成了严重的空气污染。
[0003]在颗粒状煤炭的堆存、装卸生产作业中，颗粒的扬起和扩散是必然发生的过程。在一定风速的作用下，动态装卸过程产生的扬尘会影响到作业区周围大气的环境质量，严重情形下可能影响到周边生活区的大气质量。因此，利用风洞试验，研究煤炭装卸作业过程中的起尘规律，为港口粉尘防治提供基础数据，是十分亟需的。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种动态作业起尘规律的模拟方法，得出动态起尘规律数据，为未来大气排污核算工作提供科学依据和技术支撑，同时能为同类型的煤炭港口粉尘抑制工作提供解决方案。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种动态作业起尘规律的模拟方法，包括以下步骤：获取煤炭样本的煤炭粒径分布数据与自然含水率；基于所述煤炭粒径分布数据，获取代表煤种与代表煤种的自然含水率；获取动态起尘作业工况，基于所述代表煤种、所述代表煤种的含水率与所述动态起尘作业工况，获取起尘量风洞试验工况；基于所述起尘量风洞试验工况，获取动态作业起尘规律模型，完成动态作业起尘规律的模拟。
[0006]可选地，获取代表煤种的方式为：对所述煤炭粒径分布数据进行聚类分析，获得所述代表煤种。
[0007]可选地，所述动态起尘作业工况包括：堆料工况、取料工况与翻车工况；所述堆料工况为堆料机与装船机进行作业时的产尘工况；所述取料工况为在堆场进行取料作业过程中的产尘工况；所述翻车工况为翻车机翻卸过程中的产尘工况。
[0008]可选地，所述起尘量风洞试验工况包括：不同含水率试验工况、代表煤种试验工况、动态起尘作业试验工况与不同风速试验工况；所述不同含水率试验工况包括：自然含水率试验工况与自然加湿含水率试验工
况；所述动态起尘作业试验工况包括：堆料试验工况、取料试验工况与翻车试验工况。
[0009]可选地，所述动态作业起尘规律模型包括：堆料作业风洞试验模型、取料作业风洞试验模型与翻车作业风洞试验模型；所述堆料作业风洞试验模型为：按照预设比例，将堆料简化为一个下部开孔的漏斗，落料口下部固定煤堆状的模型；所述取料作业风洞试验模型为：按照预设比例，对取料机的斗轮机头进行几何模拟，其中，斗轮机头通过螺旋滑竿固定在底座上，斗轮机头不仅实现自身旋转，还通过螺旋滑竿整体平稳前进，模拟取料机在工作面移动；所述翻车作业风洞试验模型包括：翻车机模型、翻车机房模型与地坑模型，基于翻车机、翻车机房及地坑原型情况，按照预设比例简化获得。
[0010]可选地，所述堆料作业风洞试验模型的试验步骤包括：清洁风洞；基于所述代表煤种，进行配置煤样；进行模型支架、辅助物及模型称重M
f0
，取预设重量M
c0
配置好的煤样放入堆料机模型；基于所述不同风速试验工况开启风机，抽掉漏斗底板，实现煤样堆料作业模拟试验；称量试验后的模型支架、辅助物、模型及煤炭总重M0，计算堆料作业起尘量d
e0
=M
c0
+M
f0
‑
M0；按所述代表煤种试验工况与不同含水率试验工况重复以上步骤。
[0011]可选地，所述取料作业风洞试验模型的试验步骤包括：清洁风洞；基于所述代表煤种，进行配置煤样；进行斗轮机模型及辅助物称重M
f1
，取预设重量M
c1
配置好的煤样堆置成煤堆，将斗轮机模型置于煤堆内；基于所述不同风速试验工况开启风机，按原型相同角速度转动斗轮机进行取料作业模拟试验；称量试验后的辅助物、模型及煤炭总重M1，计算起尘量d
e1
=M
c1
+M
f1
‑
M1；取同样预设重量M
c1
配置好的煤样堆置成煤堆，将斗轮机模型置于煤堆中，基于所述不同风速试验工况开启风机，不转动斗轮机进行取料作业模拟试验；称量试验后的辅助物、模型及煤炭总重M2，计算起尘量d
e2
=M
c1
+M
f1
‑
M2，则取料作业作业起尘量d
e3
=d
e1
‑
d
e2
；按所述代表煤种试验工况与不同含水率试验工况重复以上步骤。
[0012]可选地，所述翻车作业风洞试验模型的试验步骤包括：清洁风洞；基于所述代表煤种，进行配置煤样；将翻车机房模型、翻车机模型、地坑模型分别进行称重，并计算出三个模型总重M
f2
；
将配置好的煤样装入翻车机模型刮平称重，得出装入的煤样重量M
c2
；将翻车机按原型相对应位置放置于地坑模型和翻车机房模型内部，将翻车机房模型和地坑模型对应接口处进行密封；基于所述不同风速试验工况开启风机，控制翻车机长轴转动，实现翻车作业模拟试验；去除密封材料后，称量试验后模型及地坑模型内剩余煤炭总重M3，计算翻车作业起尘量d
e4
=M
c2
+M
f2
‑
M3；按所述代表煤种试验工况与不同含水率试验工况重复以上步骤。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：本专利技术首先通过获取煤炭样本的煤炭粒径分布数据与含水率；针对煤炭样品开展了粒径分布和含水率特征分析，为后续开展粉尘起尘风洞试验及代表煤种选择提供数据支持；通过工艺梳理，确定煤堆的装卸作业过程中的动态起尘作业工况，并根据动态起尘作业工况，煤炭样品粒径分布和含水率特征分析，建立动态作业起尘规律模型，根据动态作业起尘规律模型，分析动态起尘作业工况中的起尘规律，获得动态起尘规律数据。为未来大气排污核算工作提供科学依据和技术支撑，同时能为同类型的煤炭港口粉尘抑制工作提供解决方案。
附图说明
[0014]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例的一种动态作业起尘规律的模拟方法流程示意图；图2为本专利技术实施例的自然含水率状态下不同类型煤粉的堆料作业起尘量示意图；图3为本专利技术实施例的不同含水率状态下不同类型煤粉的堆料作业起尘量示意图；图4为本专利技术实施例的自然含水率状态下不同类型煤粉的取料作业起尘量示意图；图5为本专利技术实施例的不同含水率状态下不同类型煤粉的取料作业起尘量示意图；图6为本专利技术实施例的自然含水率状态下不同类型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态作业起尘规律的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：获取煤炭样本的煤炭粒径分布数据与自然含水率；基于所述煤炭粒径分布数据，获取代表煤种与代表煤种的自然含水率；获取动态起尘作业工况，基于所述代表煤种、所述代表煤种的含水率与所述动态起尘作业工况，获取起尘量风洞试验工况；基于所述起尘量风洞试验工况，获取动态作业起尘规律模型，完成动态作业起尘规律的模拟。2.根据权利要求1所述的动态作业起尘规律的模拟方法，其特征在于，获取代表煤种的方式为：对所述煤炭粒径分布数据进行聚类分析，获得所述代表煤种。3.根据权利要求1所述的动态作业起尘规律的模拟方法，其特征在于，所述动态起尘作业工况包括：堆料工况、取料工况与翻车工况；所述堆料工况为堆料机与装船机进行作业时的产尘工况；所述取料工况为在堆场进行取料作业过程中的产尘工况；所述翻车工况为翻车机翻卸过程中的产尘工况。4.根据权利要求1所述的动态作业起尘规律的模拟方法，其特征在于，所述起尘量风洞试验工况包括：不同含水率试验工况、代表煤种试验工况、动态起尘作业试验工况与不同风速试验工况；所述不同含水率试验工况包括：自然含水率试验工况与自然加湿含水率试验工况；所述动态起尘作业试验工况包括：堆料试验工况、取料试验工况与翻车试验工况。5.根据权利要求4所述的动态作业起尘规律的模拟方法，其特征在于，所述动态作业起尘规律模型包括：堆料作业风洞试验模型、取料作业风洞试验模型与翻车作业风洞试验模型；所述堆料作业风洞试验模型为：按照预设比例，将堆料简化为一个下部开孔的漏斗，落料口下部固定煤堆状的模型；所述取料作业风洞试验模型为：按照预设比例，对取料机的斗轮机头进行几何模拟，其中，斗轮机头通过螺旋滑竿固定在底座上，斗轮机头不仅实现自身旋转，还通过螺旋滑竿整体平稳前进，模拟取料机在工作面移动；所述翻车作业风洞试验模型包括：翻车机模型、翻车机房模型与地坑模型，基于翻车机、翻车机房及地坑原型情况，按照预设比例简化获得。6.根据权利要求5所述的动态作业起尘规律的模拟方法，其特征在于，所述堆料作业风洞试验模型的试验步骤包括：清洁风洞；基于所述代表煤种，进行配置煤样；进行模型支架、辅助物及模型称重M
f0
，取预设重量M
c0
配置好的煤样放入堆料机模型；基于所述不同风速试验工况开启风机，抽掉漏斗底板，实现煤样堆料作业模拟试验；称量试验后的模型支架、辅助物、模型及煤炭总重M0，计算堆料作业起尘量d

【专利技术属性】
技术研发人员：张春意，薛永华，刘筱萌，井亮，张斌斌，白璐，李金钊，王清彪，陈瑶泓伶，王一珅，
申请(专利权)人：天科院环境科技发展天津有限公司天津天科工程管理有限公司，
类型：发明
国别省市：