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摘要：内蒙古自治区露天矿山开采频繁，爆破作业产生的扬尘对区域大气环境与生态安全构成严峻挑战。本论文结合现场实际需求，深入剖析露天矿山爆破粉尘的扩散移动规律。研究明确了爆破瞬间粉尘的初始冲击扩散特征、风场驱动下的迁移轨迹以及气象条件对粉尘沉降的多重影响。针对粉尘扩散的不同阶段，论文系统性地提出了源头抑尘、过程阻隔与区域联防相结合的综合治理措施，不仅能够有效降低爆破扬尘的污染强度，更为内蒙古自治区灾害治理项目提供了坚实的技术支撑，助力矿区实现绿色低碳发展。

关键词：露天矿山；爆破粉尘；扩散规律；粉尘治理；灾害控制

引言

露天矿山开采作为我国能源与资源开发的重要方式，在保障国家经济建设的同时，也带来了不可忽视的生态环境问题。爆破作业作为露天采矿的核心环节，往往会在短时间内产生大量的粉尘颗粒物，对周边环境质量造成瞬间高强度的冲击。特别是在内蒙古自治区等干旱半干旱地区，受气候条件与地形环境的影响，爆破扬尘极易借风扩散，加剧区域大气污染与灾害治理的难度。系统开展露天矿山爆破粉尘扩散规律及其治理措施的研究，深入掌握粉尘迁移机制，制定科学高效的抑尘方案，对推动矿区生态修复与绿色矿山建设具有极其重要的理论价值与工程实践意义。

一、露天矿山爆破粉尘的扩散机制与运移规律研究

1.1爆破瞬间粉尘的冲击动力学与初始扩散特征

炸药爆破瞬间释放的巨大能量会在微秒级时间内击碎岩石，同时形成极高压力的爆轰气体，这些气体携带大量微米级岩粉沿炮孔和岩石裂隙高速喷出。在爆破冲击波与膨胀气体的剧烈驱动下，初始粉尘云以较高的初速度向四周爆破空间急剧膨胀，形成具有显著非线性特征的冲击动力学过程。受爆破剪切作用与高温高压气体的共同挤压，细微颗粒粉尘在空中迅速悬浮并混合，构成初始高浓度的粉尘云团，该云团的几何形态与内部颗粒浓度分布受到装药结构、炸药性能以及爆破网路设计的直接制约[1]。在爆破初始阶段，粉尘颗粒的运移主要由爆炸冲击能量的主导流动控制，重力沉降与空气阻力的影响相对微弱，这使得粉尘能够克服空气摩擦力在短时间内上升至数十米的高度。

1.2采场复杂地形与风场作用下粉尘的迁移规律

当爆破冲击能逐渐衰减后，粉尘云团的运移模式由爆炸动力学主导转向台阶地形与区域大气风场的联合驱动。露天采场独特的台阶状深洼结构会改变局部风场的流动方向与风速分布，导致风流在采场边坡处产生剧烈的漩涡、附着流与爬升流，使得粉尘颗粒在台阶边缘发生复杂的卷吸与滞留现象。高空大风力环境与台阶微气候相互叠加，促使细颗粒粉尘突破采场上空的逆温层屏障，向采场下风向广阔区域持续扩散[2]。粒径较大的颗粒受重力作用会在采场内部及边缘快速沉降，而细颗粒物则长期悬浮在空气流场中，沿着局部流线的轨迹向远方迁移，环境相对湿度与大气稳定度等因素也显著影响着粉尘颗粒的团聚沉降效率与空间分布特征。

二、露天矿山爆破粉尘全过程高效治理措施

2.1爆破源头防尘与水封爆破抑尘技术应用

爆破源头的粉尘控制是阻断粉尘大规模扩散的最直接手段，重点在于通过改变爆破介质条件来抑制细粉尘的生成量。水封爆破技术在炮孔内部充填一定比例的水泥浆或水袋，利用炸药爆炸瞬间水体产生的极大水压将其雾化成微米级水滴，使水雾在炮孔内部与爆破产生的粉尘颗粒实现高碰撞概率的润湿与凝结。爆破前对采场台阶爆破区域进行深度预湿处理，增加爆破岩体的含水率，可以有效减少破碎过程中的粉尘飞扬[3]。合理优化装药结构与爆破微差间隔时间，能够显著降低岩石过度粉碎的概率，进而从物理机制上削减初始粉尘颗粒的总体产量，实现炸药能量向岩石破碎效能的高效转化。

2.2粉尘运移路径中的物理阻隔与化学喷雾沉降

针对已升空的爆破粉尘云团，在粉尘运移路径上构建多重物理阻隔与化学沉降屏障是削减悬浮粉尘浓度的关键手段。在露天采场台阶边缘与主要运移通道布设抑尘网与高位挡风墙，能够改变局部风速并截留部分中大粒径的飞扬粉尘。利用高压雾炮车与固定式干雾喷淋系统，在爆破下风向形成高密度的微米级水雾屏障，水雾与空气中悬浮的细颗粒粉尘发生拦截、碰撞与凝结，促使其质量增加并加速沉降到地面[4]。在喷洒水中加入高分子抑尘剂与表面活性剂，可以显著降低水滴的表面张力，大幅提升水雾对疏水性岩粉的润湿效果，使得原本难以沉降的细微粉尘快速结块落膜，实现对运动路径中粉尘颗粒的高效捕集。

2.3矿区气象监测与爆破粉尘区域协同联防机制

建立高精度的矿区气象实时监测网络与爆破扬尘预警系统，能够为爆破作业时间的选择与抑尘资源的精准投放提供科学依据。通过在矿区关键节点布设风速、风向、温度与湿度传感器，可以精准捕捉采场微气候的变化规律，精准避开不利气象条件下的爆破作业。结合矿区各作业工序的防尘设备，构建覆盖爆破区、运输道路与堆场的一体化区域协同联防机制，能够在爆破前后动态调配喷淋设备与雾炮资源[5]。根据气象预测的粉尘扩散路径，提前在预判的污染高风险区部署降尘力量，实现爆破扬尘全过程、跨区域的精细化联防联控，全面保障矿区及周边区域的生态环境安全。

三、结语

综上所述，露天矿山爆破粉尘治理是一项复杂的系统工程，必须依靠科学的理论分析与针对性的技术措施组合推进。通过对爆破粉尘扩散规律的全面阐述，明确了初始冲击与风场运移对粉尘传播的关键作用，为后续精准治理奠定了基础。研究提出的源头抑尘、路径阻隔以及区域联防三大治理策略，能够大幅度削减爆破扬尘的扩散范围与浓度，显著改善矿区及其周边的大气环境品质。

参考文献：

[1]宋泉东,李俊峰.露天矿山爆破作业降尘技术研究进展[J].山东化工,2024,53(2):131-133.

[2]杨礼澳.露天矿山爆破湿式降尘技术及降尘效果定量化分析[D].安徽理工大学,2023.

[3]聂锦瑞.露天石灰岩矿爆破粉尘扩散规律及防治技术研究[D].安徽理工大学,2023.

[4]王爱爱.露天爆破作业降尘方案比选[J].露天采矿技术,2022,37(4):108-110.

[5]汪澍.露天矿山开采爆破过程中粉尘治理技术探索[J].中国水泥,2022,(1):107-109.

乔江宜

宁夏天长民爆器材有限责任公司