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Estudio sobre la Ley de Distribución del Polvo en Minas de Carbón a Cielo Abierto Basado en la Variación de Profundidad

Autores: Tian, Dongmei; Wu, Xiyao; Yao, Jian; Qu, Weiyu; Shi, Jimao; Yang, Kaishuo; Wang, Jiayun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Estudio
Profundidad de minería
Distribución de polvo
Modelo geológico tridimensional
Migración de polvo
Velocidad del viento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio examina el mecanismo de influencia de la evolución de la profundidad de la minería en la distribución del polvo, utilizando la mina de carbón a cielo abierto An Tai Bao como objeto de investigación. Se estableció un sistema de coordenadas espaciales del área de minería utilizando un sistema de posicionamiento GIS, y se extrajeron datos topográficos de alta resolución utilizando Global Mapper. El equipo de investigación desarrolló un algoritmo de actualización de modelo geológico tridimensional con el gradiente de profundidad como parámetro característico, lo que permite el monitoreo dinámico de la profundidad de la minería con una precisión de iteración del modelo de 0.5 m por actualización. Se empleó un método de simulación numérica basado en Fluent para construir un sistema de resolución del campo de migración de polvo dependiente de la profundidad, con el objetivo de elucidar el mecanismo de acoplamiento tridimensional entre la profundidad de la minería y la dispersión del polvo. Los hallazgos revelan que la profundidad de la minería muestra una respuesta crítica en tres etapas a la migración del polvo. Cuando la profundidad supera el umbral de 150 m, la tasa de atenuación de la velocidad del viento en el fondo de la mina muestra un cambio marcado, y la distancia de dispersión del polvo disminuye en un 62% en comparación con las condiciones de minería superficial. La evolución del campo de presión de la pendiente muestra un efecto significativo de mejora por profundidad, con la presión del viento máxima en el límite del escalón de sotavento aumentando entre un 22% y un 35% por cada 50 m adicionales de profundidad, lo que resulta en zonas de acumulación de polvo con características distintas relacionadas con la profundidad. El escenario de viento del oeste demuestra un efecto de amplificación de profundidad particularmente notable, con el rango de dispersión del polvo en una mina de 200 metros de profundidad expandiéndose en un 53.7% en comparación con la condición estándar de viento del oeste. Además, la interacción entre el tamaño de las partículas y la profundidad provoca que la distancia de migración del polvo muestre una disminución exponencial a medida que aumenta la profundidad. Esta investigación elucida la influencia restrictiva progresiva de la profundidad de la minería, un parámetro de control crítico, sobre los patrones de migración del polvo. Establece un marco teórico orientado a la profundidad para estrategias de prevención y control del polvo en minas a cielo abierto profundas.

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