煤田地质与勘探

作者：韩力, 李人杰, 毕银丽,

关键词：露天煤矿, 生态修复, 植被配置, 数值模拟, 粉尘迁移, 影响规律,

背景粉尘污染是露天煤矿开采的主要环境问题之一。生态修复作为重要的治理手段已在矿区广泛应用，但其中植被配置对粉尘迁移的作用机理仍缺乏系统研究。方法基于计算流体力学数值模拟方法，构建涵盖风场重建、粉尘迁移和植被滞尘的综合模拟框架，设置不同粒径和风速工况，系统分析粉尘迁移规律，并进一步引入植被配置变量，研究其对风场分布与粉尘迁移的影响。结果和结论(1)矿坑风场分布呈现显著空间异质性。中心区域风速较为均匀，而边缘涡流区为粉尘积聚的核心区域。(2)粉尘迁移受粒径与风速共同作用。小粒径粉尘扩散能力更强，在下风向数百米处仍保持明显浓度，是区域污染的主要因素；大粒径粉尘受重力作用，主要沉降于坑底和近地层，对远距离影响有限。高风速条件下，部分颗粒会因强风作用发生再悬浮并增强远距离迁移风险。(3)植被配置在滞尘中具有重要作用。植被种类方面，乔灌结合的混合配置表现最佳，高大乔木可削弱近地风速，低矮灌木可滞留底部粉尘，两者互补使可吸入颗粒物峰值浓度降低约50%；植被布局方面，错列式较行列式更有利于打破气流通道，在植被区形成低风速区和小尺度涡流，延长颗粒物滞留时间并促进沉降，使平均浓度降低约25%，局部高浓度区范围显著缩小。研究结果可为露天煤矿生态修复中的植被配置优化及粉尘污染防控提供理论参考。

来源：2025年第10期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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