突出危险煤破碎功理论与实验研究

系统分析了煤破碎的各种学说理论，应用捣碎法测定了突出煤的破碎功，理论验证了破碎功与各学说的符合程度，得出了突出煤破碎比功与坚固性系数关系的数学模型.实验研究结果表明，煤的破碎符合新表面说，破碎时所消耗的功主要消耗于煤产生新表面积，与破碎后产生的新表面积成正比.煤破碎比功与煤的坚固性系数符合线性规律，是反映煤抵抗外力破碎难易程度的重要指标.     

煤体破碎能的实验研究

利用煤坚固性系数测定仪,通过对2个煤样破碎能进行实验研究,结果表明新表面说、相似说、裂纹说都能解释煤体破碎的机理,其中裂纹说能更好地描述煤体破碎能与块度之间的关系,其破碎比功W与1/槡dm之间呈线性关系。破碎后的煤体具有分形特征,有明显的自相似性,其分维数与破碎能之间呈线性关系。分维数能较好地反映煤的粒度分布规律,根据粒度的大小能估算分维数和煤与瓦斯突出的能量,煤的粒径与分维数之间呈双曲线关系。     

突出煤样多次冲击作用下的粒度变化特征

实验采用冲击式捣碎法,通过阶梯式增加冲击次数对不同煤样进行多次冲击破碎,再用标准筛分方法对破碎后煤样进行筛分并称重。在大量实验基础上,建立破碎煤粒度分布函数,探讨了煤的破碎功表面学说在多次冲击试验条件下的符合性,总结突出煤样多次冲击作用下的粒度分布规律。结果表明,破碎煤粒度分布函数和实验数据拟合性较好;当冲击次数较小时,煤的破碎功符合表面学说;在多次冲击作用下破碎煤样粒度不会随冲击次数增加而不断减小,而是集中在某一数值范围内,该粒度范围随煤样不同显示出特征性差异。     

单颗粒煤岩冲击破碎能耗与粒度分布特性试验研究

为研究原煤进入流化床锅炉前破碎的能量转化规律,在落锤冲击试验台上对淮北无烟煤和淮北烟煤进行单颗粒冲击破碎试验。分析了破碎能耗与原煤以及破碎产物粒度分布的关系,以及破碎产物的粒度分布特性。研究结果表明：随着破碎程度的加深,两种煤比冲击破碎能耗呈指数增大;煤岩颗粒的易碎性随着煤岩初始粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;当破碎产物t10值相同时,存在一个最佳的初始原煤粒径,此时的比冲击能耗最小;同等条件下淮北烟煤较淮北无烟煤更容易破碎成细小颗粒;单颗粒冲击破碎产物的粒度分布符合tn曲线族规律,冲击功增大对破碎产物中等粗细颗粒的含量影响较为显著,对微小颗粒含量的影响不大。     

承压破碎煤体碎胀系数演变特征与机制

利用自制的承压破碎煤体渗流及自燃测试装置,实验测试及分析了破碎煤体在应力、应力-温度、应力-水分不同条件下的碎胀系数的演变特征与机制。研究结果表明：① 煤样随着应力增加,碎胀系数变化具有明显的阶段性,且随应力变化服从负指数变化规律;② 在相同的轴压下,碎胀系数随温度升高而增加,热膨胀效应明显,说明采空区煤自燃的热效应将造成破碎煤体的碎胀系数增大,堆积更为松散;③ 当破碎煤体外在水分含量增加,在相同的轴压情况下,碎胀系数随外在水分增加而增加。说明随着采空区破碎煤体外在水分的增加,破碎煤体的碎胀系数将增大;④ 破碎煤体在应力、热膨胀及湿膨胀作用下,堆积体内部颗粒发生相对移动、二次破碎、颗粒自组织再堆积,致使应力-应变曲线发生变化,进而影响其碎胀系数。     

煤的冲击破碎

通过煤样的冲击破碎实验，分析了煤的破碎程度与破碎功及其它影响因素之间的关系。对突出机理的研究及突出预测指标临界值的确定有一定的有指导意义。     

基于冲击破碎实验的煤体冲击破碎功研究

煤作为一种多孔介质,含有瓦斯的形式是表面吸附,较高的瓦斯含量说明煤中具有较高的吸附潜能。吸附瓦斯转化为游离状态后,才能释放出破碎和抛出煤的能量,因此瓦斯解吸过程对煤与瓦斯突出起到重要作用。从能量的角度,基于煤样的冲击破碎实验,得到煤体破碎功新的数学模型,对煤与瓦斯突出的预测与防治,具有重要的理论价值。     

煤的冲击破碎

通过煤样的冲击破碎实验，分析了煤的破碎程度与被碎功及其它影响因素之间的关系。对突出机理的研究及突出预测指标临界值的确定有一定的指导意义。     

颗粒层受压破碎过程的试验研究

在刚性金属容器-活塞压力设备中,进行颗粒层受压破碎过程的试验研究。通过不同最大压力下不同厚度、不同粒径散体颗粒层的受压破碎试验,得到破碎颗粒恢复力位移曲线和产品粒度分布曲线,并分析其对颗粒层破碎的影响规律。进一步试验,分别得到能量吸收与位移、压强的关系曲线,以及能量吸收与颗粒粒径对破碎比的影响曲线。通过对所得曲线进行对比分析可知能量吸收是决定破碎比的最主要因素,能量吸收的多少直接影响颗粒的破碎效果。     

不同硬度块煤冲击破碎后粒度分布特征试验研究

为了探究不同硬度的块煤在冲击破碎作用下破碎后的粒度分布特征,利用坚固性系数实验装置,对4种不同硬度的块煤进行了冲击破碎试验研究,试验结果表明:破碎功与块煤破碎后的新增表面积成线性关系,折算直径与破碎功成反比。块煤破碎后具有自相似特征,其分形维数能够反映煤的破碎程度,分形维数越大,破碎效果越好,坚固性系数f与分形维数D呈线性关系。颗粒在破碎过程中,大颗粒因周边小颗粒的存在而受到缓冲作用,使得较小颗粒由于挤压作用而优先破碎,小颗粒的缓冲作用增强了大颗粒抵抗破碎的能力,因此较小颗粒反而更容易破碎。     

基于矩阵PBM的煤粉超细粉碎过程研究

建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1. 5 L立式搅拌磨机考察了不同煤的物性参数、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨的影响,将基于研磨过程特征的动力学模型——矩阵粒群平衡模型(Matrix Population Balance Model,M-PBM)用于煤粉的搅拌磨机超细研磨出料的粒度预测,并结合Rosin-Rammler粒度分布模型,精确地预测出料产品在任意筛下累积含量对应的颗粒粒度。通过极差分析,探讨了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨能耗和比通量的影响大小,基于对煤粉超细研磨过程中煤-灰解离过程的分析并结合Tomoyoshi的比表面积能耗公式,探讨了煤的灰分与能耗的关系,并进一步建立了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量与磨机研磨比通量和能耗的关系式,研究发现搅拌球磨机湿法超细研磨的粒度变化规律符合一阶线性动力学假设,在定搅拌转轴转速和所考查的研磨粒度变化范围内,煤的灰分对搅拌磨机的比通量和能耗的影响是最大的,建立的研磨能耗和比通量关系式表明在10μm(p50)以下的超细粉磨粒度范围内,煤的研磨能耗随着灰分的提高、磨介尺寸的减小(磨介尺寸在0. 3～1. 8 mm)和比处理量的增大而减小,而比通量随着灰分的提高、磨介尺寸的减小和比处理量的增大而增大。     

落锤法冲击次数对颗粒煤粒度分布规律的影响

在分析落锤法测定煤坚固性系数的过程及方法原理的基础上,通过粒度分布函数及级配曲线研究了冲击粉碎次数对颗粒煤粒度分布特征的影响,并指出利用颗粒煤体积量作为恒量指标大小存在的问题。研究结果表明:随着冲击粉碎次数的增加,煤样被粉碎的越来越小,颗粒煤的特征粒径不断减小并逐渐趋于稳定,冲击能的影响幅度以及粒度分布的均匀性也在不断减小,存在使得其粒度分布稳定的临界冲击次数;特征粒径与均匀系数呈现线性增长关系,与颗粒煤级配曲线的不均匀系数及曲率系数的对数呈线性衰减关系。     

某选矿厂破碎磨矿工艺流程考察研究

针对某选矿厂细碎机破碎能力有较大富余,球磨机给矿粒度偏粗的问题,通过降低筛板筛孔尺寸,分别在生产筛板（筛孔尺寸14 mm×20 mm）与试验筛板（筛孔尺寸10 mm×40 mm）条件下对细碎筛分作业、球磨分级作业进行流程考察研究。结果表明：采用试验筛板后,细筛分级产品中-12.0 mm含量由88.09%（F95=15.20 mm）提升至98.71%（F95=10.31 mm）;当一段球磨处理量分别为295 t/h、310 t/h、和325 t/h时,二段分级溢流中-0.074 mm粒级含量分别由79.86%增加到86.86%、77.03%增加到87.68%,75.63%增加到84.45%。更换筛板后,细碎筛分产品和二段分级溢流产品的粒度均明显变细。破碎筛分流程的优化充分发挥了破碎机的破碎能力,降低了球磨机的给矿粒度。     

杨林坳钨矿石高压辊磨产品特性研究

为了确定高压辊磨机粉碎湖南远景钨业杨林坳选厂细碎产品的合适工艺及参数,对粉碎产品进行了粒度特性及相对可磨度变化规律研究。结果表明：①高压辊磨作业可大幅度提高产品中细粒级的含量;②增大辊面压力,可提高产品细粒级含量和破碎比;③缩小闭路筛分筛孔尺寸可提高高压辊磨机排矿中细粒级含量;④高压辊磨作业可显著提高辊压产品的相对可磨度,闭路筛分筛孔尺寸越小,相对可磨度越大,粗磨情况下相对可磨度提高的幅度较大,在辊面压力为45 MPa、筛孔孔径为3 mm、磨矿细度为-0075 mm占50%的情况下,其对试样的相对可磨度系数达155,可显著提高一段磨矿效率。     

微波辐照对锡盟褐煤成浆性能的影响

对微波辐照锡盟褐煤提高其成浆特性进行了研究,考虑了不同辐照时间和微波功率的影响,从煤质特性、粒度分布、表面形貌和微观孔隙结构对改性前后褐煤进行分析。结果表明：随着辐照时间的延长和微波功率的增加,煤样的最终温度增加;煤样的含水量不断下降,由原煤的17.13%降至900 W/6 min时的1.07%,使得褐煤固水能力显著减弱;煤粉颗粒表面逐渐变得平整和规则化,煤粉粒度容易形成双峰分布;煤粉颗粒的BET比表面积有不同程度的减小,平均孔直径和孔容积有不同程度的增加。经过微波处理后,褐煤的成浆性能得到较大改善,定黏浓度可从原煤的50.13%提高到900 W/6 min时的54.68%;脱水单位能耗先减小后增加,最低脱水单位能耗为800 W/3 min时的1.82 kW·h/(kg moisture);而浆体浓度提升1%单位能耗则不断增加,最低单位能耗为800 W/1 min时的0.023 kW·h/(kg coal)。     

Influence of particle size on wear rate in compressive crushing

The influence of particle size on wear rate in compressive crushing of rock was investigated experimentally. A test apparatus was developed to replicate the squeezing wear that is present in many rock crushers. Silica sand of different size classes between 0.725 and 2.03 mm was used. The crushing load was varied. The results show a strong relationship between particle size and wear rate. The wear rate increases as particle size increases. Not only mean particle size, but also size distribution width also has an influence on wear rate. From some theoretical considerations, an alternative wear model was derived, that matches experimental data well. In the new model, the wear is proportional to particle size and to the square root of the pressure.     

高压脉冲放电作用下破碎产物分形规律

高压电脉冲破碎是一种新型破碎技术,相比于传统机械破碎,具有能耗低、破碎产物单体解离度高、力学性能低等优势。通过建立破碎产物粒度分形模型及分形维数与筛下产率关系研究高压脉冲放电破碎颗粒粒度特性。研究表明,高压电脉冲破碎产物具有典型的粒度分形特征。针对负累计产率和筛孔尺寸在双对数坐标下进行线性拟合,结果表明,随着脉冲个数增加,线性回归系数增大、分形维数减小、残差平方和减小、计算值曲线和试验值曲线所围成的面积减小;随着给料粒度增大,线性回归系数减小、分形维数增大、计算值曲线和试验值曲线所围成的面积增大。破碎产物分形规律为研究矿石破碎粒度特性提供了新的思路。