粒煤在补气料仓中的下料特性

在自行设计的有机玻璃料仓系统上对粒煤下料过程及其特性进行了实验研究。当料位在筒仓段时,粒煤以整体流形式稳定下料;当料位下降到斗仓段时,粒煤以中心流形式流动下料。研究结果表明,斗仓段的松动风对粒煤下料流率和下料稳定性有重要影响,当在斗仓段单层低位通入松动风且风量较大时,粒煤下料呈间歇式喷射流动,下料流率最大,但在补气位置附近容易形成气压平衡拱,影响粒煤下料稳定性。当松动风在斗仓段3处不同高度的位置同时补气时,下料稳定性最好,同时下料流率也很大。研究还表明,窄筛分粒煤的粒径越小,下料流率越大,0~2.50 mm宽筛分粒煤与0.35~0.60 mm窄筛分粒煤的下料流率基本相等。     

竖直向下螺旋输送机输送性能的试验研究

为了研究立式螺旋输送机的输送性能对褐煤成型工艺的影响,以一定粒度的褐煤提质煤粉为工作介质,在不同的螺旋结构和转速下进行螺旋输送量的试验。通过分析表明,导料螺旋设计成变径螺旋叶片有利于咬料;变螺距螺旋结构可以获得较大的填充系数,有利于成型机的均匀布料及对物料的预压实要求;随着转速的提高,输送量增大,但由于离心力的作用,物料填充系数却有所降低,因此输送量不随转速成比例增加。试验结果为工业样机的设计提供了依据。     

基于小型环管试验的膏体管道输送阻力特性研究

为研究膏体管道输送过程中的阻力特性,自主设计研发了一套小型闭路环管试验装置,开展膏体料浆在不同流速、质量浓度和平均粒径等工况条件下的环管试验,并利用灰色关联法分析各因素对管道输送阻力的影响强弱。结果表明,管道输送阻力对膏体质量浓度的变化最为敏感,管道输送阻力随质量浓度增加呈指数增长;膏体流速对管道输送阻力的影响仅次于质量浓度,管道输送阻力随流速增加呈线性增长;膏体平均粒径对管道输送阻力的影响有双重性,随着平均粒径增大,管道输送阻力呈先减小再增大的变化趋势。研究结果可为膏体充填输送系统的合理设计及优化布置提供理论支撑。     

受振粒煤瓦斯扩散特性实验研究

为了探究机械振动对粒煤瓦斯扩散特性的影响,建立振动-吸附-解吸实验系统,选取桧树亭矿1～3 mm和0.25～0.3 mm粒径的贫煤,开展煤样瓦斯解吸-扩散实验,采用瓦斯气体扩散模型进行分析振动前后不同粒径的煤样的解吸-扩散情况。结果表明：施加振动能够提升粒煤的瓦斯扩散量和扩散速度,初始有效扩散系数在振动过程中也得到了提升。通过对比发现,小粒径煤样具有相对较小的扩散系数,在解吸前期拥有较大的扩散速度,振动对其扩散特性的影响较大。分析认为,一方面,小粒径煤样的振动作用的增强,导致振动产生的外力作用越明显,进而加剧了瓦斯扩散程度;另一方面,粒径大的煤样具有更大的表面积,与小粒径煤样相比,能够吸附的瓦斯更多,因此初始扩散速度较大。     

基于CFD-DEM耦合的螺旋管料浆输送特性与磨损分析

为解决高浓度充填料浆水力输送过程中水平管路磨损严重的问题,提出了采用三纹螺旋管进行料浆输送的方案。应用计算流体力学 离散单元法(CFD-DEM)对料浆输送过程进行了数值模拟研究,探究螺旋管道的料浆输送特性及管道磨损规律。结果表明,普通管道的磨损主要发生在管道底部,且磨损主要由颗粒滑动摩擦造成,而螺旋管中磨损较均匀地分散到管壁上。当入口速度为1.2~2.4m/s,颗粒平均粒径为1.2~2.1mm 时,螺旋管的最大及平均磨损深度相较于圆管分别降低了17%~34.6%及72.6%~87.7%。螺旋管在保证料浆连续输送的同时,极大地降低了水平管道磨损,为充填管路设计提供了新思路。     

褐煤热爆特性及影响因素试验研究

为提高我国褐煤的利用效率,选取呼伦贝尔、元宝山、乌兰察布、兴安盟、宝清褐煤为研究对象,以粒度变化率作为衡量热爆性的指标,考察了煤质、初始平均粒径、受热温度、水分对褐煤热爆性的影响,并研究了热爆后碎片的结构特性。试验结果表明:褐煤的变质程度不同,热爆性有较大差别;初始平均粒径越大,受热温度越高,褐煤的热爆性越强;水分是影响褐煤热爆的重要因素,150℃下干燥1 h后样品的热爆性与原煤相比可降低50%以上;褐煤在热爆过程中产生了大量新孔,褐煤的水分和挥发分越高,热爆后碎片的孔隙结构越发达。     

复杂形态管道中粗颗粒水力输送的临界条件研究

通过自行设计的管道试验系统,研究在不同流速、粒径和体积浓度条件下,粗颗粒堵管的临界条件及其安全输送的方法。试验结果表明：①颗粒的粒径和体积浓度对粗颗粒系统安全输送有重要的影响,随着粒径和体积浓度的增大,临界流速提高,且当系统的输送速度大于临界流速时方可实现系统的安全输送;②在粒径一定的条件下,随着倾角的加大,粗颗粒在弯管处发生堵管所需要的临界流速降低;③在堵管的情况下,粗颗粒高效安全输送的临界条件主要取决于体积浓度和流速。     

水煤浆管道输送摩阻损失研究

以十二醇醚为分散剂,进行了水煤浆管道输送实验研究,分析了分散剂浓度和煤浆浓度变化对煤浆摩阻损失的影响。煤浆管道输送数据分析及理论计算结果表明: 分散剂浓度越大,煤浆摩阻损失值越小; 水煤浆浓度越大,摩阻损失值越大。实验数据拟合结果表明有效黏度与平均切变率成线性关系,从理论上给出了煤浆摩阻损失的计算公式,计算值与实测值偏差不大于18%。     

碎软煤层空气定向钻进煤粉运移规律数值模拟研究北大核心

为研究粒径和风量对煤粉在钻杆与孔壁环空内沉积、运移和分布规律的的影响,以碎软煤层空气定向钻进成孔为背景,利用欧拉-欧拉模型,对压缩空气输送煤粉颗粒形成的气固两相流进行数值模拟。结果表明:风量越大,颗粒粒径越小,煤粉的沉积程度越小,对煤粉的输送能力越强,相应的孔底压强越大;在同一风量下,小粒径煤粉主要呈现螺旋线翻滚向孔口输送,大颗粒煤粉则主要位于中下部沿特定轨迹向孔口移动。     

胶带输送巷道粉尘分布及其影响因素的实验研究

根据相似原理,结合气固两相流的运动方程,导出了模拟胶带输送巷道粉尘运动的相似准则数,以西石门铁矿11/96胶带斜井为原型,建立了胶带输送巷道相似模型,并对粉尘分布进行了实验研究。研究结果表明：巷道模型内粉尘浓度沿程先逐步上升至一个最大值,后逐步缓慢降低。巷道风流方向、巷道平均风速、胶带运行速度、矿石含水率、放料速度及放料高度等是影响胶带输送巷道粉尘浓度分布的6个主要因素。巷道平均风速越大,带式输送机顺风运行且运行速度越小,粉尘浓度越低;矿石含水率越高,粉尘浓度越低,且矿石含水率达到3.09%后,粉尘浓度基本不再降低;放料速度越快,放料高度越高,粉尘浓度越大。     

不同粒径煤矸石温度场影响下重构土壤水分时空响应特征

为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分。实验结果表明:煤矸石层及充填界面温度总体低于土壤剖面15 cm(H1层),25 cm(H2层)处温度,高于35 cm(H3层)处土壤温度,说明地表热传导作用于H1,H2层土壤,但是在充填界面上存在由煤矸石风化作用引起的温度场变化演替现象;复垦地土壤水分随土壤深度的增加而降低,各复垦地土壤水分总体分布趋势为中粗粒径细粒径粗粒径,中粗粒径和细粒径复垦地块土壤水分平均差异值为3.7%;H3层土壤温度与煤矸石层温度相关性最高;试验地各层土壤水分与煤矸石层温度相关系数大小呈H3H2H1;各复垦地土壤温度与水分相关性显著,粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.716,中粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.668,细粒径复垦地块的平均相关性系数为0.626。     

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。     

螺旋钻采煤机钻杆的结构参数优化设计

在对螺旋钻杆的输煤机理进行分析研究的基础上,选择螺旋钻杆输煤生产率作为优化设计的目标,以钻杆叶片内径、钻杆工作转速、叶片螺旋升角和导程为设计变量,同时考虑了块煤率、浮煤量和单位能耗等因素的影响,建立了数学模型。     

不同外水含量下煤粉高压密相输送试验研究

在输送压力可达4.0 MPa的气力输送试验台上进行两种煤粉不同外水含量下的密相输送试验,研究煤粉表面性质和外水含量对流动特性的影响。结果表明：相同外水含量下,年轻煤流动性较好;中等变质煤在初始外水含量（外水M=0.40%）下存在显著的静电效应,外水含量增加,静电效应明显抑制;随着外水含量增大,中等变质煤的质量流量和固气比先略增大后逐渐减小,年轻煤则呈逐渐减小趋势;弯管当量长度系数K与输送气速近似成比例关系,相同气速下年轻煤K值逐渐增加而中等变质煤则先略有减小后急剧增大。通过试验,获得了两种煤粉高压密相输送外水含量的极限值。     

入料特性对干法磁选净化加重质中煤粉的影响研究※

干法磁选净化加重质中煤粉对维持流态化连续分选的床层密度稳定及控制介质损失有着重要影响,而给料物性直接影响影响干法磁净化煤粉的效果,为此本文在实验室着重考察了煤粉粒度、煤粉含量、加重质水分与磁铁矿粉粒度等主要物性因素对干法磁选净化煤粉效果的影响规律。结果表明当磁铁矿粉中煤粉含量在4%至20%之间变化时,煤粉净化率、磁铁矿粉回收率和磁选效率随煤粉含量增大而逐渐变小。磁铁矿粉回收率随磁铁矿粉中水分逐渐变大而变小;磁选效率和煤粉净化率随磁铁矿粉中水分逐渐变大呈现先变大而后变小的趋势。当磁铁矿粉粒度和煤粉粒度逐渐变大时,煤粉净化率、磁铁矿粉回收率和磁选效率均呈现先变大而后基本不变的趋势。     

煤粉流动特性若干影响因素的研究

利用Jenike剪切测试方法测定了4种不同煤种煤粉的剪切强度,得出煤粉的流动函数,以此研究了煤粉的含水率、粒径分布、表面特征等因素对煤粉流动性的影响.结果表明：相同的煤种,相似粒径分布的煤粉,随着含水率的增加,其流动函数值不断减小,流动能力变差;对同一种煤的3个不同粒径分布的煤粉试样的试验结果表明：相近水分的同种煤粉,随着煤粉中细粉含量的增加,煤粉的流动函数值变小,流动能力变差;研究还发现,在其它条件类似的情况下,煤粉表面结构的差异对煤粉的流动性有时也有较显著的影响.     

排土场散体物料强度对边坡潜在滑动面的影响

高台阶或超高台阶排土场的散体物料块度分布呈现明显的粒径分级特征,物料强度力学特性随块度布组成不同而发生显著变化。通过室内直剪试验揭示排土场散体物料强度参数C、φ与块度组成规律。在此基础上,应用强度折减法,通过对排土场采取逐级分层的方式,研究其强度参数随高度变化时的边坡潜在滑动面及安全系数变化趋势。试验与数值模拟研究表明：其内摩擦角随粗颗粒含量的增多而不断增大,并呈现线性关系;黏聚力呈曲线变化,其总体变化趋势是不断减小的;边坡潜在滑动面随着散体物料分层的不断细分,潜在滑动面出口位置不断向上抬升,塑性区不断向上扩展,最终呈现稳定状态;安全系数随着层数的增加逐渐减小,减小到一定数值（1.125左右）后,随着层数的增加,安全系数又出现一定上升,但变化趋势趋向稳定。     

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)。     

加压气化炉给料系统变水分输送特性

在高压浓相输送试验台上进行煤粉输送试验,考察煤粉含水率对压损特性、质量流量的影响规律。结果表明：随着含水率的增加,褐煤的质量流量逐渐减小,烟煤的质量流量先增大后减小,相同含水率下褐煤的流动性较好。     

煤矿塌陷区不同复垦材料土壤压实机理的研究

为研究煤矿塌陷区土地在不同的碾压程度下,建筑垃圾、粉煤灰和煤矸石3种填充材料对土壤颗粒组成的影响,探究土地复垦过程中土壤粒径变化的敏感粒径范围及与试验地块所受压力的相关性。试验模拟履带式推土机碾压力度,采用Winner2000激光颗粒仪量测各地块的土壤颗粒组成,通过SPSS做碾压力度与土壤颗粒组成的相关性分析。研究确定了3种填充材料压实强度与土壤颗粒组成的数量关系。研究结果表明：① 在粒径2.2~10.48 μm内,随着碾压次数的增加,试验地块的土壤颗粒含量百分比不断升高,且煤矸石填充地块变化最明显;② 经不同程度的碾压后,建筑垃圾、粉煤灰和煤矸石填充地块“物理性黏粒”总含量百分比的最大值分别为25.29%,26.66%和36.89%,煤矸石填充地块碾压1次后“物理性黏粒”含量百分比即为28.91%,高出对照耕地9.68%;③ 建筑垃圾、粉煤灰、煤矸石填充地块的土壤颗粒含量与压力相关性最强的粒径分别为4.83~10.48,4.83~5.86和4.83~5.86 μm,相关性系数分别为0.926,0.899和0.699。