防风网研究

防风抑尘网研究

一、综述

矿山开采、港口作业、电厂煤场、水泥、钢铁等原料堆场的散状物料在运输过程中产生大量的粉尘，对大气造成严重污染，对周边居民的生活和生产造成一定影响。防风网是一种有效的防风抑尘技术，气流在防风网多孔屏障的疏透下，速度得到了极大衰减，在其背面形成一个低速遮蔽区，有效降低原料表面的风速，达到防风网外侧强风，内侧弱风，外侧小风，内侧无风的效果，从而减少料场扬尘。防风网主要由具有一定开孔率的金属网板或者由编制、粘接、挤压成型的非金属网片、支撑钢结构、地下混凝土基础和相应的辅助喷水装置以及自控仪表系统组成。防风网的材质主要有镀铝锌板、玻璃钢、高密度聚乙烯和尼龙。目前各种防风抑尘技术都得到了广泛应用，也取得了良好的应用效果,各种防风抑尘技术在工程应用实践中得到了不断改善和进步。 1. 起尘机理

堆场起尘的原因分为两类：一是堆场表面的静态起尘；二是在堆场取料、运输过程中的动态起尘。静态起尘是由风的湍流引起，主要与料的粒度、含水率、环境风速密切相关；动态起尘主要是指装卸作业时的起尘，属正常运行状况，主要与料的粒度、含水率、环境风速和落差有关。

根据微观粒子运动理论，在风力的作用下，当平均风速约等于某一临界值时，个别突出的尘粒受到湍流流速和压力脉动的影响开始震动和前后摆动，但并不离开原来的位置，堆场中的尘粒只有达到一定风速才会起尘，这种临界风速为起动风速。起动风速可按以下公式计算：

V0=a×d0.334×W1.114

式中：V0为起尘风速，m/s；a为起尘系数；W为料堆表面含水率，%；d为粉尘粒径，mm。

料堆起尘量与风速之间的关系：

Q=a(V-V0)n

式中Q为料堆起尘量，V为风速，V0为起尘风速，a为与粉尘粒度分布有关的系数，n为指数(n>1.2)，对不同地区环境来说2.7

从上式可以看出料堆起尘量Q与风速差V-V0的高次方成正比 因此降低料堆场的实际风速是减少起尘量的最有效方法。要使起尘量Q变小主要的办法是降低V-V0的差值 因此降低风速是减小露天煤堆起尘量最有效的方法 设置挡风抑尘墙的目的是将V变小，增加湿度或颗粒间的粘结的目的是将V0变大从而达到减少Q的目的，因此对露天料堆场来说使用挡风抑尘墙和增湿抑尘是两种主要的抑尘技术。 2. 抑尘机理

防风网具有一定开孔率，通过破坏高速来流风的流场，改善或改变来流的风场以及湍流结构。经过防风网后，一部分风由于防风网的阻隔作用，向上抬升形成网顶绕流风，其特点是风速较大；另一部分通过网形成渗流风，由于能量交换，上部高速绕流风带走了大部分风能，使网后形成低风速区。而在堆场下风向设置的防风网，在降低风速的同时，随湍流风扩散的粉尘一部分反射回来，于网前降落，另一部分则通过网孔，但由于网后风速较低，在网后一定距离降落。因此防风网在降低风速的同时，对风尘的湍流扩散起到抑制作用，故下风向防风网又称抑尘网。

3. 防风网压力损失系数

防风网之所以能够降低来流风速，主要在于其对来流有一定的阻碍作用。为了定量刻画这种阻碍作用，引进压力损失系数这一参数。压力损失系数定义为，封闭管道中的均匀流在通过防风网之后的静压损失与来流动压之比。

K=Δp/(0.5ρUd2)

K为压力损失系数；Δp为防风网前后的静压损失；ρ为空气密度；Ud为来流风速。压力损失系数反映了防风网对能量消耗的比例，其值越高，对能量的损耗就越大，对流动的阻碍作用就越明显。研究表明，防风网压力损失系数与防风网透风率、雷诺数和马赫数有关，在防风网均匀孔型和不可压来流风下，当雷诺数Re>250时，防风网压力损失系数只与防风网透风率有关。实验得到流经防风网的压力损失系数和防风网透风率的关系为：

K=(1-β)/ β2

β为透风率。

4. 防风网风载体型系数计算

风载体型系数是指风作用在建筑物的表面下所引起的实际压力(或吸力)与来流风的速度压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律，主要与建筑物的体形和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。在得到防风网表面各测点的压力系数值后，对其进行加权平均，得到该表面的风载体型系数。防风网表面各点压力系数计算公式为：

Ci=2(pi-p0)/ ρUd2

防风网某一表面风载体型系数公式为：

?s??Ci?Ai/A

i?1n式中，μs为防风网表面风载体型系数；ΔA为第i测点相应面积；n为测点总数；A为总面积；Pi为第i测点的风压；P0为参考点风压；Ci为第i测点的压力系数。当防风网表面各测压点均匀布置时，计算式为：

1n?s??Ci

ni?1防风网风载体型系数是确定风荷载的重要参数，其绝对值随透风率增大而减小。当透风率较大时，迎风断体型系数为正值，背风面为负值；、与透风率较小时，防风网体型系数迎风面、背风面都为负值。这说明防风网是置于气动流体中的物体，向后的吸力是主要作用力。这点是防风网安全设计中应加倍注意的。 5. 主要监测指标和检测方法

主要检测指标包括总悬浮颗粒(TSP)、可吸入颗粒(PM10)、可入肺细颗物(PM2.5)。此外检测过程中还需要测定风速、风向、温度和大气压力等相关气象参数。主要检测方法为：

(1) 总悬浮颗粒物(TSP)：利用大气采样器进行采样，采样时间为15-30min，所得样品利用差重法分析计算得到。

(2) 可吸入颗粒物(PM10)：利用大气采样器和PM10切割器进行采样，采样时间为15-30min，得到样品采用差重法分析得到。

(3) 可入肺细颗粒物(PM2.5)：利用大气采样器和PM2.5切割器进行采样，采样时

间为15-30min，得到样品采用差重法分析得到。

(4) 降尘：利用采样瓶进行取样，采样瓶内装有已知重量的滤膜 将采样瓶放置在采样点，经过数小时的自然沉降，通过测定滤膜采样前后重量之差得到降尘量。 (5) 气象参数：利用便携式智能微气象测定仪，可直接获得风速、风向、温度、湿度等，当地的大气压力可通过数字大气压力计直接读出数值。

二、防风网研究

对于防风网本身特性以及防风网防风抑尘机理的研究，采用风洞实验、现场实测以及数值模拟研究方法。 1. 风洞实验研究

风洞是研究空气动力学的重要实验设备，1938年，Nokkentved在理论风洞中对防风网进行了相关实验，开启了防风网的风洞研究时代。1981年，Perera利用脉冲热线技术在风洞中对开孔率从0%-50%的防风网进行了实验。测量了下风向尾流区的再附着区域、速度损耗等，并对实验数据进行了拟合。Sang-JoonLee等人于1998年利用双顿粒子测速(two-frame PTV)技术对不同开孔率的防风网进行了实验，结果表明20%开孔率的防风网对网后顺流向速度的折减最大，但是在近网尾流区域产生了较大的湍流强度。40%开孔率的防风网网后流场结构最优，可以有效防止风烛起尘。

国内学者董治宝等人在2007年针对防风网的开孔率做了深入研究，利用PIV技术测试了网后速度场以及湍流结构，指出防风网的临界幵孔在20%-30%之间，若高于临界开孔率，渗流风占据主导，而低于它则回流显著；张光玉等人研究了秦皇岛大型煤堆场设置防风网后对堆场内平均风速有显著的降低作用，指出整体减风系数与风向角有关。张宁等人也利用PTV技术测试了越移风沙通过防风网时速度、质量流量、湍动能等，指出网后沙粒的浓度和质量流量均有大幅度的降低,防风网具有很好的降尘作用。郭辉、王泽涛等人利用风洞实验，对非平面防风网的降风效果以及防风网体型系数等做了测量，指出蝶形防风网比平板型防风网具有更好的降风效果。 2. 现场试验研究

风洞实验过程中，由于实验条件受人为控制,可以排除其它影响因素，所以

其结果更为理想化。现场实测则有更多的不确定性,但是这种最直接的方法，对防风网的降风、抑尘效果有着最直观、最有说服力的评价。由于现场实测有很多不可控的因素，如道路扬尘、风向、风速变化快、日照、降水等因素，所以进行现场实测难度相当大，现场实测更多为定性检验防风网降风、抑尘效果。

Sang-Joon Lee在风洞实验研究的基础之上，在露天堆料场的两侧设立了开孔率为30%的尼龙线编织网工程对堆场现场进行风速、TSP (总悬浮物浓度)实测，以定性分析、验证防风网的降风抑尘效果。指出防风网对堆场内平均风速有较大的折减作用，而TSP浓度也得到了极大的降低，效果在70%-80%左右。祁有祥利用便携式多通道风速仪，针对某防风网工程，分别在网前、网后指定距离处，对风速进行了现场实测，以分析防风网的防风效能。结果表明防风网的防风效能随网后距离增加而逐渐衰减，在制定距离位置，防风效能随高度递减。该实测有效验证了防风网的降风效果。现场实测虽然难度较高，但是对防风网的效果评估具有最实际的意义。 3. 数值模拟

由于地理位置、气象条件的变化，在不同的防风网建设项目背景下，防风网工程的规划与设计建造也应因地制宜。所以结合项目的具体情况进行风洞实验，提供给工程设计人员相关设计参数是防风网规划、设计的普遍方法。但是风洞实验方案制定复杂，实验周期长，实验成本大。随着计算机技术和硬件性能的提升,在20世纪60年代初期，以数值方法为手段，求解Navier-Stokes 方程组的CFD (computational Fluid Dynamics)技术逐渐发展起来。CFD技术的应用，为防风网的规划、设计和建造提供了另一种手段。

作为一种简洁有效的研究方法，防风网的数值模拟研究被普遍采用。Tani将防风网作为一种产生动量亏损的源项来处理，该源项作为一个标量，由湍流扩散来控制。1985年，Wilson和Takle利用基于雷诺平均的 N-S 方程简称RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes)方程，并引入动量汇(momentum sink)来模拟防风网动量汇是与网本身的阻力系数有关的物理量。这种数值模拟方法较准确的预测了网后近网位置处的流场结构，不过对网后较远位置处流场的预测，低估了回流对流场的作用。Wang和Takle于1995年用与上述相同的方法，模拟了网后流场各个区域，即网后减风区、网上部风速加速区以及下风向风速恢复区。Wilson

和Yee在2003年和2004年对RANS模型进行了新的研究，并与McAneney和Judd进行的风洞实验数据进行对比，指出RANS模型对湍流运动的预测有潜在的不准确性。对于单独设置的防风网，风经过网时湍动能(kinetic energy)的变化，取决于防风网对湍动能源项的处理，这种处理方法有不确定性。当在模拟一系列防风网时，由于压力梯度力失去了主导地位，该种处理方法就无法准确预测网后的湍流发展情况。

由于防风网后流场表现的是湍流特征，因此其数值模拟的研究进程很大程度上依赖于湍流模拟的研究进展。目前针对湍流的数值模拟方法主要是非直接数值模拟法，即设法对湍流作某种程度的近似和简化处理，而不直接计算湍流的脉动特性。非直接模拟法主要有两大类：大涡模拟（LES）法和Renolds平均法（也称RANS方法）。大涡模拟法基本思想为用瞬时的N-S方程直接模拟湍流中的大尺度涡，不直接模拟小尺度涡，而小涡对大涡的影响通过近似的模型来考虑。Maruyama利用LES方法对防风网周围的湍流特性进行了模拟。模拟过程采用亚格子尺度模型使控制方程封闭。由于使用了较粗糙的计算网格，模拟过程的计算量与细网格相比大大减轻，模拟结果与风洞试验结果吻合仍较好。

Renolds平均法是目前使用最广泛的湍流数值模拟方法，其核心是不直接求解瞬时的Navier-Stokes方程，而是想法求解时均化的Renolds方程。Wilson在1985年利用Renolds应力模型对防风网的动力学特性及网周围的流体运动进行了研究，发现该模型对近网处湍流运动模拟较准确，而对网上空域内高速区及网后回流区的模拟结果不够稳定。在2004年的研究中Wilson分析了RANS模型在模拟网后流场较复杂区域时出现的不稳定性，认为湍流模型的选取对模拟结果的影响很大。为此，Santiago等比较了3种不同的k-ε湍流模型（标准k-ε、RNG k-ε、realizable k-ε）对防风网后流场模拟的影响。结果发现：仅考虑平均风速的变化时，3种模型的模拟结果均与Bladely和Mulhearn等的试验结果吻合较好，standard k-ε模型对网后回流区内平均风速的模拟较理想，而RNG k-ε和realizable k-ε对网上空域内高速区的模拟较好，但三者的区别不大。而在对防风网最佳开孔率的模拟研究中，由于考虑了湍流脉动的影响，发现RNG k-ε和realizable k-ε模型的模拟结果要明显好于standard k-ε模型。目前国内外对防风网数值模拟应用较多的湍流模型为RNG k-ε模型和标准k-ε模型。

4. 防风抑尘效果影响因素

影响防风网防风抑尘效果的主要因素有防风网的开孔率、防风网高度、防风网与堆料的距离等。 4.1 开孔率的影响

开孔率是防风网的开孔透风面积与总面积之比，作为防风网的结构指标，是影响防风网防风抑尘性能最重要的因素。过小的开孔率会增加墙的风压，过大的开孔率会增大受保护堆垛表面风压。防风抑尘网的开孔率与防风网后风速的降低和掩护范围有直接关系。风洞试验表明：防风网的开孔率为30-50%时具有较好的防风抑尘效果，即网后风速较小；防风网的开孔率为40-44%时，防风网后风速下降区最长，即风流再附距离最远，可达到30-50倍网高的距离，但是网后10倍网高距离的风速减小的不明显。防风网的开孔率为40-44%时，比较适合用于堆场上风向的防风，使其对网后的防风效果明显，风流再附距离较长。一般情况下，防风抑尘网的开孔率为30-40%。研究表明，在入流风为5m/s时，35%-45%开孔率的防风板防护效果相对较好，其中开孔率为45%的防风板防护效果最好，其防护距离为36.94，防护倍数为49。但在实际工程中，防风板开孔率最佳值还需综合地区气象资料及边界条件等相关因素来具体确定。

Raine等考察了不同开孔率的防风网后平均风速和湍流度的变化。研究发现，开孔率为20%时，防风网能最有效地减小其背风面的平均风速。与未开孔的防风网相比，开孔的防风网能更好的减小平均风速，而较高开孔率的防风网则能够提供更好的总体庇护效应。Li Wei等研究发现开孔率在23%-30%时，近网处具有较小的风速。Lee和Park研究了防风网后料堆表面的压力变化，发现开孔率在40%-50%时，防风网能较大程度的减小料堆表面的压力，对料堆起尘的抑制作用最强。防风网的开孔率也是决定网后回流区变化的重要参数。Castro和Ranga等均发现当防风网开孔率大于30%时，网后回流即会消失，而Lee和Kim等发现当开孔率大于40%时，由于通过网的强渗流风的影响，网后平均风速增大，回流消失；而对于开孔率为40%的防风网，网后流场具有较好的流动特性，网后流场的湍流强度也较小。此外Lee等还通过风洞试验研究了防风网对料堆的庇护效应，研究表明具有最佳庇护效应的防风网其开孔率在30%-40%。而Mercer则报道了防风网的最佳开孔率在25%左右。综上所述，开孔率对防风网的防风抑尘性能起

着至关重要的作用，但目前国内外对开孔率的研究结果并不一致，这是由于试验所处的大气环境、模拟及实验采用的模型不同所致。

即使开孔率相同，孔的形状与大小不同所产生的抑尘效果也会有所不同。防风网的开孔形状有菱形、矩形与圆形等，目前常用的为圆形。Hyoung-Bum Kim在循环水洞中对开孔率为38.5%，开孔直径分别为1.4 mm、2.1 mm以及2.8mm的防风网进行的研究表明。防风网应当有一个适宜的开孔率，孔径较小，对来流风的阻塞作用增大，呈现出和较低开孔率的甚至实体防风网相似的抑尘效果。孔径过大时，尽管尾流区的平均速度下降明显，但是湍流强度也较大 4.2 网高的影响

防风抑尘网高度依据堆垛高度、堆垛面积和环境质量要求等因素确定。一般情况下，防风抑尘网的高度应比料堆高出2-3米较为适宜。风洞试验表明：当防风抑尘网的高度为堆垛高度的0.6-1.1倍时，网高与抑尘效果成正比；当防风网的高度为堆垛高度的1.1-1.5倍时，网高于抑尘效果的变化比较平缓；当防风网的高度为堆垛的高度的1.5倍以上时，网高于抑尘效果变化不明显。因此在防风抑尘网的高度一般选择为堆垛高度的1.1-1.5倍内，而1.1-1.2倍最为合适。另外防风抑尘网高度的确定还要考虑所保护的堆场范围，风洞试验表明：对防风抑尘网后下风向2-5倍网高的距离内，堆垛减尘率可达90%以上；对网后下风向16倍的网高距离内，堆垛综合减尘率为80%以上；在网后25倍网高的距离内有较好的减尘效果；对于50倍的网高仍有消减风速20%的效果。为了达到环境质量要求，国内防风抑尘网大多要求减尘率达到80%以上，因此防风抑尘网的高度应大于其庇护区的1/16。

防风网的高度与庇护范围密切相关。Torano考察了露天储料场颗粒的起尘情况，发现当网高小于料堆高度时，在防风网至网后2倍料堆高度间的颗粒起尘量最小；而当网高为1倍和1.2倍料堆高度时，在网至网后3倍料堆高度间的颗粒起尘量最小。陈凯华等则对某钢铁厂露天堆料场防风网防风效果进行了数值模拟，结果显示，在风速一定的情况下，持续增大网的高度并不能达到持续扩大庇护范围的效果，网高与受保护料堆的高低和料场的面积有直接的关系，网高取值为受保护料堆高度的1.5 倍较为适宜。Dong等研究发现防风网的庇护范围随网高的增加而增大，当达到一个峰值后，网高再增加防风网的庇护范围变化并不明显。

4.3 网与料堆距离的影响

与开孔率和网的高度相比，网与料堆距离（网至料堆前堆脚的距离）的影响并不十分显著。Lee研究发现，在开孔率和网高一定的情况下，改变防风网与料堆之间的距离对料堆表面的平均压力并无大的影响。Li Wei等则报道了当间距大于4倍的网高时，开孔率为50%的防风网的庇护效应接近于未开孔的防风网的庇护效应。而有研究表明：当防风网沿料堆脚放置时，由于网后漩涡的影响，极易导致起尘，同时在堆脚和堆顶处渗流风速的降低并不显著，而在网后2～3倍料堆高度的距离内有一个低风区，减速效果较好。日本的研究表明防风网与最近料堆的距离可控制在1.0～1.5倍料堆高度之内。此外，Kim 和Lee还考察了防风网网孔大小对网后流场的影响，发现在同一开孔率下，随孔径的减小，防风网对来流风的阻碍作用不断增大，渗流风的湍流度也不断增加。Yeh等[34]研究了不同的来流风方向对防风网性能的影响，结果表明，防风网的抑尘作用很大程度上取决于来流风的方向，传统防风网布置方式为在料堆四周呈长方形布置，此时在来流风向与迎风面呈45°夹角时对网后料堆的抑尘作用较差，而呈八边形布置时，对于倾斜角度来流风，防风网的抑尘作用有较大改善。 4.4 布置形式

在进行防风抑尘网建设时，不仅要考虑堆场的大小、形状和当地的风速、风向、风频等因素，还要考虑堆场设网条件。需要对拟设网堆场进行深入的现场调查，主要包括堆场建造物、机械设备、地下管线以及道路设施，保证防风抑尘网的建设和营运并不受影响。

防风网的抑尘效果还与料场的布置有关，当风向与料条方向相同时，在料条与料条之间容易形成风道，抑尘效果差；当风向与料条方向垂直时，第一个迎风的料条可以对后边的料条产生庇护作用，抑尘效果好。建议在料场布置时，尽量将料条与主风向垂直布置。本研究对防风网仿真分析时均假定料条方向与风向垂直。防风网的庇护范围一般为20倍网高范围内，其中距离防风网 2-5倍网高的范围内抑尘效果最好。 4.5 防风网的材质与分类 4.5.1 防风网的材质

根据不同使用目的和环境状态，防风抑尘网可采用不同的材质。目前国内外

应用较多的材质主要有镀铝锌板、玻璃钢、高密度聚乙烯和尼龙。防风抑尘网的材质选择应该满足防老化和腐蚀要求，堆场如果含有硫分和挥发物，则容易形成酸性环境，具有较强的腐蚀性，此外，在紫外线强度较高的地区，应选择抗紫外线能力强的材质，如果是港口，还需要考虑沿海大气环境的腐蚀性；造价和运行维护成本低，材质满足使用性能和使用寿命的前提下，选择价位低的材质，防风网材质应选择不易撕裂、不易脱落和减少使用过程中产生的卓铎维护费用；环境污染和后期利用，材质应该满足国家对环境保护和清洁生产的要求，材料应尽量满足能够回收再利用，以减少材质的报废后带来的处理费用。

镀铝锌网板由镀铝锌板材加工而成，开孔率为20%-60%。镀铝锌钢板是一种高品质的合金镀层产品，广泛用于建筑、汽车、家电及彩涂、包装等行业。大量的实验表明，镀铝锌钢板的显著特点是具有优异的耐腐蚀性与耐湿热性能，与普通热镀锌钢板相比，其耐腐蚀性提高 2-6倍，耐湿热性能提高3倍以上；同时试验表明，镀铝锌钢板还具有耐高温腐蚀的性能，它可在315℃度的高温条件下，经过一周时间的氧化不致褪色；即使温度高达700℃时，仍然具有抵抗严重氧化和产生鳞皮的能力，而普通热镀锌钢板的最高工作温度仅为230℃。此外镀铝锌钢板的冷弯成形性、固定性、焊接性等都十分优良，表面非常美观，不用涂装便可使用。对不同地区可以加工成不同的倾斜角度、不同板型和不同开孔率，主要特点是耐腐蚀性能强，无需做外防腐处理，使用寿命长，其缺点是成本高。

玻璃钢网板主要由高分子复合材料挤压成型，开孔率可以达到20%-60%，主要特点是材质轻盈，成本低，对风速及紊流度的消减作用明显，安装方便。其主要缺点是易老化，特别是在沿海地区。板与板、板与柱的连接处容易破损裂缝并脱落。

PE网是用高密度聚乙烯丝以独特的结构编织而成，开孔率为27％，具有较好的抑尘效果。但是该网容易受到破坏，从而影响整体抑尘效果。

尼龙编织网具有良好的机械性能，热稳定性，耐用性和耐化学物质性，易染色，重量轻。尼龙编织网可以用短玻璃纤维增强，以提高刚性和强度。但尼龙的缺点是抗冲击性较差，尤其是处于低温环境中，使用寿命更短，不耐酸，易产生静电，易掉毛。 网材 镀铝锌钢板网 玻璃钢（SMC）网 高密度聚乙烯尼龙网

网 特征 超强的耐蚀性，耐蚀性是一般镀锌板的6 到8倍，在各种环境中保证20年不生锈，抗高温氧化，热反射率高，延展性好，加工容易，外表美观，使用寿命长。 具有一定的强度、重量比，在抗风载荷、耐碎石、冰雹冲击，耐紫外线、耐化学腐蚀、耐高低温、耐火等方面均有比较好的性能，无需表面处理，不会生锈。长期日晒也会产生老化，使用寿命较短。 耐日光、霜冻、霉变、腐烂、虫害、酸、碱、盐等。对粉尘的吸附性较好，具有较好的抑尘效果。容易破坏，寿命短。 具有良好的热稳定性，耐用性和耐化学物质性，重量轻。抗冲击性差，使用寿命短，不耐酸，容易产生静电，容易掉毛。 成分 比重 磁性 寿命 铝55％、锌 高分子复合材料 43.4％、硅 1.6％ 3.75 有 30年 1,8 无 15 高密度聚乙烯 尼龙 0.450 无 10 无 3-5 4.5.2 防风网分类

目前广泛应用的防风抑尘网包括四部分：一是地下基础，可现场浇筑混凝土，也可预制混凝土件；二是防撞墙，防止大型机械运输、装卸过程中撞毁防风抑尘网；三是支护结构，采用钢支架制成，以足够的强度，保证足够的安全，以抵御强风的冲击，同时考虑整体造型的美观，四是防风抑尘板，现场将单片防风网组合起来形成防风抑尘网，板与板之间无缝隙，防风抑尘板与支架之间采用螺钉和压片连接固定。

防风网根据形状分为蝶形和直板形等。根据风洞试验，蝶形防风网在一定的开孔率下具有明显的降低风速和紊流度的作用，防尘效果好，已得到广泛应用。蝶形防风网分为单峰/双峰和三峰等形式，其中三峰有其他两种型号不能比拟的优势，安装简单、抗风能力强、能大幅度降低施工成本，为施工单位提高市场竞争力。

根据防风抑尘网移动性能，可分为固定式和移动式，目前以固定式为主。根据目前国内外关于堆场的尘粒飞散预测与控制研究(包括风洞试验)结果、国内外防风抑尘网工程现状得出的防风抑尘网的形状与防尘效果及其防尘范围的关系，固定式防风抑尘网目前主要有三种构形式：全网结构、网一墙结构和网一百叶窗

结构，考虑到堆场有大型设备的使用，为防止防风抑尘网不小心被撞坏，通常采用有防撞墙的网一墙结构。可移动升降式防风网采用电动升降式处理，即在使用时可将防风抑尘网提高到一定高度，而非作业时间将防风网降低，不影响作业现场的其它操作。 8. 防风抑尘网工程应用

在防风网的工程应用方面，近年来日本、美国和韩国所做的工作较多。日本从20世纪70年代起，相继在港口煤堆场使用了防风网，并且制定了室外储煤场设备的防止煤粉尘飞散方法概要。美国国家环保局于1986年对防风网的有关研究工作进行了归纳，提出了防风网的一系列设计参数。韩国的Lee Sang-Joon在理论风洞与环境风洞试验的基础上。在POSCO钢厂5号堆场的两侧设置了开孔率为30％的EVC粘结网，并且对防风网的抑尘效果进行了现场测试，取得了具有借鉴意义的工程数据。

与国外相比，我国对防风网抑尘工程技术的研究起步较晚，大多是对防风网抑尘机理的验证或者是对具体的堆料场防风网抑尘技术可行性论证。自2004年以来，随着防风网抑尘工程技术在我国一些电厂、钢厂以及矿石码头的应用，我国开始出现了一些围绕着防风网实际工程的环境风洞的模拟与工程现场实测的报道。迄今为止，防风网在我国的工程应用主要是电厂的堆煤场、中小型钢厂的堆料场以及港口码头的堆料场。

天津港南疆区26号铁矿石码头：设计四周防风抑尘网，总长度1264.8米，高度为20米。防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为6米。基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率大于80%。

中国石油大港石化：设计四周防风抑尘网，总长度为720米，高度为10米。防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为4米。基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率

大于80%。

营口港口：设计三面防风抑尘网，总长度为2222米，高度为17米。防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为4米，基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率大于80%。

胶济铁路：设计一面防风抑尘网，总长度为228米，高度为6.9米。防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为4米，基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率大于85%。

葫芦岛锦州港：设计四周防风抑尘网，总长度为3734米，高度为14.4米，，防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为4米，基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率大于80%。

曹妃甸矿石码头：设计四周防风抑尘网，总长度为4200米，高度为2.5米。防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为4米。基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率大于80%。

丹东港：设计四周防风抑尘网，总长度为2482米，高度为16米。防风抑尘网钢支护结构柱、梁以及支撑均采用钢结构，主体支架采用H型钢，强度等级为Q235，支架间距为4米。基板材质为1.2mm优质宝钢镀铝锌板，加工工艺采用高精度冲孔、成型、剪切、优质耐候粉末静电喷涂进行二次网板表面防腐处理。网板形状为单峰网板，开孔率为30%。使用寿命25年，防风抑尘率大于80%。

矿山路面防风抑尘网

汽车运输路面扬尘是露天矿山最大的粉尘污染源，也是导致露天矿山大气污染的主要根源。目前国内大型采矿多采用重型自卸汽车运输方式，运输道路多为经过适当平整、压实的土质路面，由于土质路面土体中的土粒联结微弱，在重型自卸汽车车轮载荷和旋转搓揉的作用下易受破坏而产生大量粉尘，对大气造成严重污染，对周边居民的生活和生产造成一定影响，并且矿石运输过程中损失量大，路面扬尘的累积使得行车速度受到限制，车辆间距增大、运输能力下降。目前矿山运输路面抑尘采用洒水抑尘和化学抑尘剂抑尘两种方式，存在用水量大、作用时间短和成本高等缺点。 1．路面扬尘来源

露天矿道路中的粉尘主要来源于汽车运输矿岩过程中撒落的矿岩或粉矿以及大气气流中所夹带的落尘，粉尘沉积在路面上后，经汽车车轮的反 复碾压，破碎为颗粒较小的落尘或浮尘，然后在车轮与粉尘之间摩擦力、惯性力以及运动车辆与空气摩擦所引起的空气流动(即风)的作用下进入大气，其中浮尘或颗粒较小的粉尘可能向大气中扩散或被风带走，而颗粒较大的粉尘又可能降落返回原处，当再有车辆经过时又会重复上述过程，会产生新的粉尘小颗粒进入大气造成污染。 2. 路面扬尘机理

防尘机理一般有固结、润湿、凝并。固结是使道路路面具有足够的强度, 使路面上运动物体的动态压力、摩擦和剪切作用、冷凝拉伸破坏均不能使路面结构材料受到破坏。润湿是使路面始终保持一定的水分(4%-10%)。凝并防尘是使路面磨损耗层的粒尘分布集中在d >80目/英寸( 80目= 0. 175 mm，1英寸=25.4mm )区间，粉尘沉降速度v> 0. 1 m/s。美国Coherex、南非 Con-aid型粘尘剂, 就是比较成功的粒型抑尘剂。 3. 路面扬尘规律

路面扬尘浓度的大小受风速、路面岩土的性质、空气中自然飘尘的多少、汽

车载重、行驶速度、行车密度以及路面岩土含湿量等因素的影响，其影响扬尘浓度的主要因素是路面岩土含湿量，粉尘浓度随含湿量的增大而减小。当含湿量不大时，粉尘浓度随含湿量递减而增大的速度较快；当含湿量增大到一定程度时(20g/kg)，粉尘浓度随含湿量递增而减小的速度减慢。此外粉尘含量的增加不仅是由于运行机械破碎，而且还与车辆运行气流、吹风机械气流和自然界气流的空气动力引起的粉尘二次飞扬有关。因此防治路面扬尘应确保路面一定的含湿量以及足够的路面强度。 4. 目前防治措施

(1) 洒水车洒水或沿路铺设洒水器向路面洒水。这种方法是目前国内外露天矿公路抑尘的一种最常用、最简单的处理方法。定期向路面洒水虽可使粉尘浓度达到《安全规程》规定的浓度以下，但用水量大，作用时间短，高温天气0.5-2h即干，成本较高，仅适于气温低于20℃，湿度大于 40%的气候条件，且低温冰冻期不能使用。

在露天矿的运输公路、施工现场这类粉尘大而集中的场所也可以铺设管网系统来防尘。该方法采用供水管线、组合喷头群、加压水泵组成的一种管网自动喷洒防尘系统。该系统可克服洒水车洒水成本高、维检工作复杂、备用车辆不足、洒水不及时等缺点。实践证明，该系统具有良好的防尘效果，社会效益和经济效益明显。

(1) 路面表层掺入粉状或粒状氯化钙。

固体吸湿剂抑尘是在路面铺撒吸水强的物质以吸收空气中的水分来湿润粉尘, 使粉尘凝并达到防尘的目的。常用的固体吸湿剂有 NaCl、CaCl2、MgCl2、 FeCl3、K2CO3 (NH4) 2SO4、活性 A l2O3、木质素等。采用这类抑尘剂一般成本高, 而且常存在二次污染，如易被雨水冲走，对汽车轮胎和金属零部件具有较强的腐蚀作用，故应用有限利用固体卤化物在空气中的吸湿、保湿作用，使路面粉尘保持湿润，增大其自重及附着力，抑制路面粉尘飞扬，但路面需作特殊处理，该种抑尘方法同样受气温条件及空气的相对湿度的影响较大，且随运输的矿岩粉撒落覆盖路面厚度的增大，其抑尘效果会逐渐降低，持久性不佳。

(2) 利用各种抑尘剂处理路面。目前国内外已研究开发出的抑尘剂品种很多，新 的抑尘剂仍在不断涌现。抑尘剂根据其抑尘原理大致可分为湿润型、粘结型、吸

湿保水型和多功能复合型。不同的抑尘剂其组成、抑尘效果及成本均不尽相同。 目前，这些抑尘剂在国内露天矿山并未得到广泛应用，其主要原因可能是这些抑尘剂制备工艺复杂、成本较高、使用不便或效果不很理想等综合原因所致。但目前该种抑尘方法可以说仍是露天矿汽车运输路面抑尘的主导研究方向，人们仍在向纵深方向探索，力图寻找一种成本低、效果好、使用方便的新型抑尘剂。 复合抑尘剂在国内外文献中报道较少，它是两种或两种以上抑尘剂在一定的物理或化学条件下复合而成。其适用范围较广，抑尘性能较优越，但目前国内外对这类抑尘剂的研究还不多。国内外适用范围较广、抑尘效果较好的主要抑尘剂。 (4) 喷洒湿润剂溶液抑尘

湿润剂由一种或多种表面活性剂组成, 是由亲水基和疏水基组成的化合物。湿润剂溶于水时，其分子完全被水分子包围，亲水基一端被水分子吸引，疏水基一端则被排斥伸向空中，这样湿润剂物质的分子在水溶液表面形成紧密的定向排列层(界面吸附层)，使水的表层分子与空气接触状态发生变化，接触面积大大缩小，导致水的表面张力降低，同时朝向空气的疏水基与粉尘之间有吸附作用，而把尘粒带入水中, 使得粉尘得到充分湿润。由于水的表面张力较大，喷洒纯水防尘时，微细尘粒不易被水润湿，因而防尘效果不佳，如对2μm粉尘的捕获率只有1%-28%。但如果在水中加入湿润剂(有的再加入添加剂)后，水的表面张力大大减小，从而提高了抑尘效率。

高倍吸水树脂是一种具有特殊功能的高分子材料，具有良好的吸水、保水、吸湿、放湿、粘性等特性, 已广泛应用于各个领域。用它作为抑尘材料主要是由于其吸水倍数大、保水性能好，并且可以不断吸湿。因此在有粉尘的地方洒一层高倍吸水树脂可以达到有效抑尘的目的。

湿保水型和多功能复合型。不同的抑尘剂其组成、抑尘效果及成本均不尽相同。 目前，这些抑尘剂在国内露天矿山并未得到广泛应用，其主要原因可能是这些抑尘剂制备工艺复杂、成本较高、使用不便或效果不很理想等综合原因所致。但目前该种抑尘方法可以说仍是露天矿汽车运输路面抑尘的主导研究方向，人们仍在向纵深方向探索，力图寻找一种成本低、效果好、使用方便的新型抑尘剂。 复合抑尘剂在国内外文献中报道较少，它是两种或两种以上抑尘剂在一定的物理或化学条件下复合而成。其适用范围较广，抑尘性能较优越，但目前国内外对这类抑尘剂的研究还不多。国内外适用范围较广、抑尘效果较好的主要抑尘剂。 (4) 喷洒湿润剂溶液抑尘

湿润剂由一种或多种表面活性剂组成, 是由亲水基和疏水基组成的化合物。湿润剂溶于水时，其分子完全被水分子包围，亲水基一端被水分子吸引，疏水基一端则被排斥伸向空中，这样湿润剂物质的分子在水溶液表面形成紧密的定向排列层(界面吸附层)，使水的表层分子与空气接触状态发生变化，接触面积大大缩小，导致水的表面张力降低，同时朝向空气的疏水基与粉尘之间有吸附作用，而把尘粒带入水中, 使得粉尘得到充分湿润。由于水的表面张力较大，喷洒纯水防尘时，微细尘粒不易被水润湿，因而防尘效果不佳，如对2μm粉尘的捕获率只有1%-28%。但如果在水中加入湿润剂(有的再加入添加剂)后，水的表面张力大大减小，从而提高了抑尘效率。

高倍吸水树脂是一种具有特殊功能的高分子材料，具有良好的吸水、保水、吸湿、放湿、粘性等特性, 已广泛应用于各个领域。用它作为抑尘材料主要是由于其吸水倍数大、保水性能好，并且可以不断吸湿。因此在有粉尘的地方洒一层高倍吸水树脂可以达到有效抑尘的目的。

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