随着我国露天煤矿用设备的大型化、高效化、集中化,露天煤矿的生产能力持续升高。近几年数据表明,露天煤矿的年产量已经占据我国煤炭总产量的近1/5。露天煤矿生产的高效性、安全性以及灵活性决定了未来露天煤矿总产量的比例会进一步升高。目前,露天煤矿是开放式作业,各生产环节所产生的粉尘、尾气均直接暴露于矿坑大气环境,然而受矿坑结构影响,矿坑内尤其是坑底风流相对自然风流显著降低,致使露天煤矿排污能力有限,采场内部粉尘污染严重。哈尔乌素露天煤矿是我国大型露天煤矿之一,位于我国内蒙古自治区,该区域水资源匮乏、岩石含水率低、降雨量少,加之年产量大,开采扰动强,所以,哈尔乌素露天煤矿采场粉尘污染相较于其他区域的露天煤矿更为严重。粉尘会严重危害人体健康,引发多种职业病,同时还会缩短矿用设备的使用年限,冬季还会降低采场能见度,降低矿山生产效率。本文以哈尔乌素露天煤矿为工程研究对象,综合采用现场实验、计算流体力学以及Fluent数值模拟方法,对冬季采场粉尘移运规律进行了系统深入研究,取得的主要成果如下:(1)通过理论分析,结合哈尔乌素露天煤矿实际生产工艺特点,确定了露天煤矿尘源分布及各生产环节产尘机理;探讨了逆温层、复环流对采场粉尘扩散的影响。(2)结合现场实测数据,分析了冬季采场的气象特征,确定了冬季采场逆温层结构特征,揭示了不同风载、温湿度条件下的粉尘浓度变化规律,得出了哈尔乌素露天煤矿冬季采场粉尘污染呈现先增大后减小的趋势。(3)采用Fluent数值模拟软件,建立了三维哈尔乌素露天煤矿采场地质模型,研究了不同风载、尘源特性条件下的粉尘移运规律。确定了冬季采场复环流分布与采场底部;粉尘粒径与逸散率呈负相关关系,具体表现为小颗粒粉尘随风扩散距离远,大颗粒粉尘主要集中在尘源附近。(4)介绍了传统降尘手段的不足,分析了人工通风除尘必要性,并结合数值模拟软件,确定了采用风机对角布置或者排土场开槽的方式进行通风,降尘效果较好。论文有图70幅,表9个,参考文献80篇。