1) 目的及意义

粉尘，一般指矿物开采或材料加工过程中产生的微细固体集合体。矿山生产中，粉尘的危害非常严重，主要体现在：

（1） 危害人体健康。长期处于粉尘含量高的环境中进行生产，容易引发职业病——尘肺。

（2） 加速机械磨损，缩短仪器设备的使用寿命。

（3） 有的粉尘比如矿井煤尘具有爆炸危险性，极大地威胁了矿山安全生产。

露天矿开采过程中，粉尘产生环节多，产尘量大。露天矿山的开采工艺钻孔、爆破、铲装、运输等各个环节都会产生大量的粉尘，而爆破作业作为露天开采主要生产环节容易瞬间产生大量粉尘和一定量的有害气体,并且对于矿山粉尘贡献率也是最高的。炸药爆炸产生高温、高压的爆生气体和强大的冲击波，岩体在两者的作用下破碎。在冲击波的超高压作用下，介质结构遭到严重破坏并粉碎成微细粒子，从而形成粉碎圈。粉碎圈外的岩体产生裂隙，粉碎作用剩余的能量是钻孔附近形成辐射状的应力场，在该应力分布区内岩体受到拉伸应力和剪切应力的作用，已经形成的裂隙末端是应力集中点。然后，新生裂隙顺着已有裂隙在岩体中不断发展，应力分布区半径增大，能量逐渐被释放。压碎作用和裂隙的发展使得以爆破钻孔为中心的岩体受到强烈破坏，在爆破冲击波的作用下，岩块被抛出，粉尘被高压气流吹散到空气中。而单独依靠物理沉降远远不足以解决矿山的粉尘问题。随着开采深度的下降，粉尘外逸会变得更加困难，单独依靠物理沉降是远远不足以解决矿山的粉尘问题的。如何有效地降低爆破作业产生的粉尘，需要从源头入手，找出爆破粉尘的来源。通过建立台阶爆破模型，模拟炸药起爆到岩石损伤破裂的过程，揭露粉尘产生机理，并在此基础上提出有效的降尘措施。

2) 国内外研究现状

目前关于爆破粉尘的研究有很多，普遍认为露天台阶爆破产生的粉尘主要集中在炮孔空口、炮区临空面及炮区向前推移中的裂缝这三个位置。炮孔孔口岩屑填塞不密实，一旦产生冲炮，大量粉尘会远距离扩散；炮区临空面方向产生爆堆前冲，气浪将携带大量粉尘以卷云状向前扩散；随后，岩体内发生的爆炸冲击粉碎圈携带大量粉尘，随炮烟在大气中向下风向扩散。尽管如此，关于爆破粉尘产尘机理研究并不是很多，而且有关爆破的数值模拟主要是关于爆破效果、爆破振动等的研究。相反，关于爆破降尘技术的研究则有很多，关于粉尘的防治技术的研究最早是从煤矿开始的，由于煤矿相对于其他金属非金属矿山，其粉尘的危害性更大，还存在瓦斯泄漏的危险，煤尘也有引起爆炸的可能，对于矿山安全影响很大。

自19世纪初英国发生有史记载以来的第一次煤尘爆炸事故和19世纪60年代中期德国学者提出“尘肺”概念以来，世界各采矿国家为防治矿尘灾害进行了艰苦卓绝的探索，经过长达百年的发展，已经形成了涵盖煤层注水减尘、通风除尘、喷雾除尘、泡沫除尘、个体防尘、阻隔爆技术、矿尘检测与监测等技术的综合防尘技术体系。虽然其他金属矿山和非金属矿山与煤矿不尽相同，但煤矿采用的矿尘防治技术同样适用。

当前国内外降尘技术主要分为干式除尘、湿式除尘和联合式除尘三种，其中湿式除尘被广泛采用，这主要是因为湿式除尘既能兼具粉尘的防与治，又能保证更高的降尘率和更低的成本，在实际工程中应用起来也更加便利。因此该除尘方式也是近年来国内外研究的重点方向。