Архив статей

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРАТИФИКАЦИИ АТМОСФЕРЫ И СКОРОСТИ ВЕТРА НА ПРОЦЕСС ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ НЕГЛУБОКОГО КАРЬЕРА (НА БАЗЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ) (2025)

Цель работы - оценка влияния параметра фоновой стратификации и скорости ветрового потока на время естественного проветривания неглубокого карьера и уровень загрязнения атмосферы верхнего борта карьера вниз по ветровому потоку с учетом начального местоположения пылегазового облака. Методика. Использована аэротермодинамическая модель атмосферы, в которой уравнения динамики в приближении несжимаемой жидкости дополнены уравнением переноса тепла, а также учетом механизмов плавучести и фоновой стратификации. Построена и апробирована двухмерная CFD-модель атмосферы карьера, который по определению классиков аэрологии карьеров при проведении массовых взрывов проветривается в условиях нейтральной стратификации по рециркуляционнопрямоточной схеме. При скорости ветра от 1 до 5 м/с на верхнем борту карьера, вариации параметра фоновой стратификации (от 0,0 до +0,05 °С/м) и трех начальных местоположений пылегазового облака выполнены численные эксперименты процессов естественного проветривания карьера. Результаты исследований, их анализ и рекомендации к применению. Продемонстрирована возможность аналитического описания времени естественного проветривания карьера как функции двух переменных (скорости ветра и параметра фоновой стратификации): получена степенная функция скорости ветра, коэффициенты которой являются квадратичными функциями параметра фоновой стратификации. Продемонстрированы особенности конфигураций и размещения областей загрязнения в зависимости от параметра фоновой стратификации и скорости ветра. Показано, что усиление стратификации атмосферы при малых скоростях приводит к перемещению загрязнения на второй уступ от подошвы подветренного борта карьера. Спрогнозировано заметное увеличение времени естественного проветривания неглубокого карьера при усилении инверсионного состояния атмосферы по сравнению с ее нейтральным состоянием при скорости ветра не выше 3 м/с. Показано отсутствие существенной зависимости времени проветривания неглубокого карьера от начального местоположения пылегазового облака, а так же тот факт, что в отличие от глубоких карьеров диапазон величины максимумов загрязнения на верхнем борту неглубокого карьера вниз по потоку при рассмотренных вариациях скорости ветра и стратификации атмосферы не превышает 7,5 %.