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技术经验 文章编号 1003 - 496X200103 - 0020 - 03 爆破作业产尘量的计算方法 毕德纯1,程五一2 1. 抚顺工业专门学校,辽宁 抚顺113008 ;2.中国地质大学,北京100083 摘 要提出了爆破作业后产尘量的计算方法,解决了由于爆破地点和测定位置的 变化而难以衡量防尘效果的难题 关键词扩散;爆破作业;粉尘 中图分类号 TD235. 4 文献标识码 C 测定降尘措施前后烟尘、CO等有害物质 的浓度变化是评价和衡量防尘效果的最基本方 法。但由于受到爆破作业工作面地点和测定位 置的限制,难以准确地确定爆破后产尘量的大 小和浓度变化的效果,这就给评价降尘工作带 来了需要研究的课题。本文通过扩散理论,利 用最佳拟合的方法试图解决遇到的问题。 1 独头巷道条件下烟尘的自由扩散规律 在无通风条件下,独头巷道烟尘的扩散只 是在浓度梯度下的扩散,根据扩散理论可得一 维条件下扩散规律 9Cs 9t Dsa9 2 Cs 9x2 1 式中 Cs 烟尘的时均浓度; Dsa 烟尘和空气双元系统的分子扩 散系数。 在x 0处和t 0时,设整个横断面上瞬 时产生的尘量为Ms,巷道的断面积为A ,则初 始条件由下式表示 Cs x , 0Ms / ρs A δ x2 式中 Ms 爆破后的瞬时产尘量; A 巷道的断面; ρ s 烟尘的密度; δ x Dxrac函数δ函数 , ∫ ∞ -∞ δ xdx 1 ; 在任何时间烟尘的总质量都守恒,故得 ∫ ∞ -∞ Cs x , tdx∫ ∞ -∞ Cs x , 0dx Ms / ρs A 3 在时间趋于无限时,则烟尘的浓度为零,得 边界条件 Cs ∞, t 0 根据上述初始条件和边界条件,求解1 式,得到在时刻t时,烟尘沿巷道x的分布表 达式为 Cs x , t Ms 4AπDsat ex 2 0/ 4Dsat, 0≤x 04 烟尘在浓度梯度作用下沿巷道扩散过程, 虽然有巷道边界的剪切力、 重力等因素的作用, 使得烟尘浓度在整个断面的分布不够均匀,但 由于速度为零,整个断面上的烟尘扩散为分子 扩散,浓度相差较小,同时测定的烟尘为呼吸性 粉尘,因此认为断面测定的浓度大小即为其平 均扩散浓度。 2 求算爆破作业产尘量的方法 实践证明,若使4式所反映的污染物迁移 规律接近实际情况,必须采用一种有效的测试 方法求得污染物在巷道风流中的分子扩散系数 Dsa。设爆破作业后某一点xo处测定的实际烟 02 第3期 煤矿安全 2001年3月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 尘浓度为C x0,t1 , C x0,t2⋯C x0,tn。 由4式知,在时间t时,爆破作业后烟尘浓度 在巷道的分布为c x , t。对于x0处,理论值 为 C x0,1 t0 M 4AπDsa t 1 t0 ex 2 0/4Dsa t 1 t0 ⋯⋯⋯⋯ C x0,it0 M 4AπDsat it0 ex 2 0/4Dsat it0 5 式中的t0为在x0处测定烟尘浓度时爆破 后的时间,如果理论值5式逼近实际测定值, 则得出的分子扩散系数Dsa就较好地反映了实 际分子扩散情况。令测定时间为t1, t2⋯ti⋯ tn,y1代表实际测定值,y代表理论值。满足上 述要求,即令二者之差 d1 y 1- y 2 ⋯⋯⋯⋯ dn yn- y 2 之和越小越好,得 △dd1d2⋯⋯dn→min 对上述分子扩散系数Dsa和产尘量Ms求 导,令 C x2 4Dsa ,LlnMs- ln4AπD6 9 △d 9C 2c∑1 t2i 2∑y i ti ∑ lnti ti - 2L∑1 ti 9 △d 9L 2nL- 2∑yi- 2C∑1 ti -∑lnti 等于零,求出 L 2∑y i ti ∑ lnti ti 2C∑1 t2i 2∑1 ti 7 利用7式和6式,即可求出分子扩散系 数Dsa和产尘量Ms。 3 实际测试 利用上述方法,对某矿独头巷道实行本底 爆破防尘作业和无本底爆破作业的测定数据进 行了分析,图1为两次爆破后测定示意图,测定 位置分别为33 m和10 m处,测定数据结果如 图2所示。 图1 两次爆破后测定示意图 图2 两次爆破作业后粉尘浓度测定结果 在计算分子扩散系数和产尘量前,首先讨 论样品数增加时,分子扩散系数和产尘量的变 化情况。二者关系如图3所示。 a b 图3 样品数同计算结果关系 12 第3期 煤矿安全 2001年3月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 技术经验 文章编号 1003 - 496X200103 - 0022 - 02 DW80型馈电开关做为 变压器低压侧总开关值得注意的问题 杜春艳 开滦矿务局安全技术培训中心,河北 唐山063004 摘 要文章通过对三相短路电流的计算指出采区变压器负荷侧采用两台DW80 - 350型开关并联做为总开关存在的问题,并提出解决这一问题的4项措施。 关键词总开关;并联运行;措施 中图分类号 TD611. 3 文献标识码 B DW80型低压馈电开关由于结构简单,维 修方便至今在煤矿井下被广泛采用。但是随着 井下机械化程度的提高,用电量的增加,在使用 中也出现了许多的问题,尤其做为变压器低压 侧总馈电开关时更显得力不从心。 由于采区用电量的增加,采区变压器的容 量也在变大,已由320 kVA增加到500 kVA。 由于资金困难有些矿无力购买大容量馈电开 关,仍用DW80 - 350馈电开关做变压器如 KSGB - 500/ 6型低压侧总馈电开关,单从额 定电流一项考虑其能力就不够了。其技术数据 见表1、 表2。 表1 KSGB - 500/ 6型变压器技术参数 额定电压V 一次二次 额定电流A 一次二次 每相线圈阻抗Ω ZbXbRb 6 000690484180. 038 1 0. 037 6 0. 005 9 表2 DW80 - 350型低压馈电开关技术参数 额定电压V额定电流A分断能力kA 6603507 从图 3a 和b看出,测定样品数增加35 个每分种为一个测定值以上时,分子扩散系 数和产尘量发生很大变化,数据结果出现陡升, 发生不稳定现象。可以认为利用40 min测定 数据,计算分子扩散系数和产尘量是稳定而且 符合实际情况的。 根据实际测定数据,计算得出在未采取措 施的第一次爆破作业时粉尘平均扩散系数Dsa 0. 89 m2/ s ,未采取措施的平均产生的呼吸性 尘量为0. 32 kg。在实行措施的第二次爆破作 业后分子扩散系数和产尘量分别为0. 05 m2/ s 和0. 056 kg ,由于第二次测定时,尘源向两个方 向扩散,根据强度迭加的原理,总产尘量应为 0. 112 4 kg。根据对实际产生的呼吸性尘量分 析,上述结果符合实际。 4 结 论 本文通过扩散理论,利用最佳拟合的方法, 提出了爆破作业后产尘量的计算方法,根据实 际测定数据结果验证,该法准确。上述方法解 决了由于爆破地点和测定位置的变化,而难以 衡量防尘效果的难题。 收稿日期2000 - 07 - 15 ;责任编辑梁绍权 22 第3期 煤矿安全 2001年3月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.