基于运动分析和仿真的井下弹道式煤矸分选研究

介绍了一种新型井下煤矸分选方法——弹道式煤矸分选.通过对斜碰撞过程中原煤(混矸)球的运动分析,推导出基于碰撞恢复系数的物料块反弹距离公式.运用计算机仿真对理论推导结果进行验证,并分析了理论推导结果和仿真结果出现差异的原因.     

锤式破碎机的锤头及反击式破碎机板锤对单块岩石的碰撞

本文介绍了锤式破碎机的锤头及反击式破碎机的板锤对单块脆性球状物料碰撞的理论分析。获得了在破碎过程中锤式破碎机的锤头碰撞后角速度的变化、锤头及反击式破碎机转子的能量减少、被破碎物料颗粒的能量增加和系统能量消耗的各种关系,阐述了这些关系成立的必要条件。本文也介绍了四种岩石物料在碰撞速度为0～70米/秒范围内的恢复系数(包括样块未破碎及已破碎的情况)的各种研究方法和结果。现已发现:碰撞速度较小时恢复系数的值是个常数;碰撞速度增大到物料发生破碎时恢复系数的值则减小;碰撞速度继续增大到使物料破碎成较多的颗粒时恢复系数的值则接近于零。因此,计算锤式破碎机及反击式破碎机的工作参数时,恢复系数的值可当作零来处理。     

基于梯度下降算法的煤矸石分割识别方法

通过图像处理技术在带式输送机运输过程中对煤矸石的分割识别,以完成后续自动分拣是一项非常重要的工作。针对煤和矸石的光泽、灰度等差异,先通过灰度直方图确定阈值,将图像前背景相分离;再将图像距离变换,抽象为三维地形图,通过梯度下降算法把与矸石相接触的煤颗粒图像分离开。实验结果表明,该算法能有效地区分出煤与矸石。     

煤和矸石破碎分选试验研究

介绍了井下煤矸直射式冲击破碎筛分装置的结构和工作原理,并利用该装置进行了煤和矸石分离试验。该装置的高速输送带能够使煤和矸石高速冲击破碎板,利用煤和矸石的硬度差异进行选择性破碎。试验表明:50 mm筛下破碎率随着冲击速度的提高呈线性增长,随物料硬度的增加呈指数关系衰减,利用冲击破碎的方法对煤和矸石进行选择破碎筛分,可以实现煤和矸石的有效分离。     

井下煤和矸石液压式自动分选技术

针对当前煤矿生产过程中,煤炭出井后进行煤、矸分选,排放大量的矸石,介绍了一种井下煤、矸石自动分选方法,该方法利用煤、矸石的破碎力不同,采用液压旋转分选油缸对煤、矸石进行破碎性自动分选,实现煤炭开采过程中,在井下直接把矸石分选出来,将矸石留在井下。     

MXC3350型选择性破碎机在中泰公司选煤厂应用

滚筒碎选机又称选择性破碎机,在选煤工艺中,主要用来处理准备筛分的块煤.利用煤和矸石的可跌碎性不同,靠圆柱形筒筛内侧的提升板将煤提升到一定高度后,使其自行落下受冲击而破碎,或将煤与矸石解离,粒度小的煤块经过筛分而与大块分离,大块矸石或金属杂物等从圆柱筛筒的另一端排出.     

气泡在煤炭表面的碰撞和粘附过程

煤泥浮选中,煤的可浮性与其表面润湿性质密切相关,选用表面润湿性差异较大的褐煤和焦煤为对象,研究气泡与煤炭表面碰撞过程中的三相接触周边的形成过程。分析了两种煤炭界面性质的差异,并采用I-SPEED 3高速动态摄像机记录并分析气泡与煤炭表面碰撞和黏附的微观过程。结果表明,在一定的碰撞速度条件下,气泡和煤炭表面要经过“接触-弹回-再接触”的数次碰撞过程,并最终形成气液固三相接触周边。焦煤表面与气泡经过2次碰撞后形成的铺展面积为8.2 mm2,而褐煤表面的三相接触周边形成之前经过了3次碰撞,且气泡在其表面的最终铺展面积为4.6 mm2。煤炭表面的接触角越大,三相接触周边形成的时间就越短,气泡在煤炭表面的铺展面积也越大,这从微观角度验证了浮选过程中煤炭表面疏水性对气泡矿化过程的影响。     

气泡在煤炭表面的碰撞和黏附过程

煤泥浮选中,煤的可浮性与其表面润湿性质密切相关,选用表面润湿性差异较大的褐煤和焦煤为对象,研究气泡与煤炭表面碰撞过程中的三相接触周边的形成过程。分析了两种煤炭界面性质的差异,并采用I-SPEED 3高速动态摄像机记录并分析气泡与煤炭表面碰撞和黏附的微观过程。结果表明,在一定的碰撞速度条件下,气泡和煤炭表面要经过"接触—弹回—再接触"的数次碰撞过程,并最终形成气液固三相接触周边。焦煤表面与气泡经过2次碰撞后形成的铺展面积为8.2 mm~2,而褐煤表面的三相接触周边形成之前经过了3次碰撞,且气泡在其表面的最终铺展面积为4.6 mm~2。煤炭表面的接触角越大,三相接触周边形成的时间就越短,气泡在煤炭表面的铺展面积也越大,这从微观角度验证了浮选过程中煤炭表面疏水性对气泡矿化过程的影响。     

煤矿矸石充填效果受夯实角影响研究

为了研究充填支架夯实机构的夯实角对矸石散体夯实效果的影响,以ZC1800/14/25型充填液压支架为原型,采用离散元数值模拟的方法构建矸石充填工作面空间模型,分析了推压板和矸石散体在夯实过程中的力链演化,研究了夯实角与夯实板推压力、矸石破碎程度、欠接顶量和矸石质心位置之间的关系。结果表明：随着夯实角的减小,夯实作用会影响到较大范围的矸石并压碎部分矸石,夯实板压力较大;随着夯实角的增大,夯实板压力降低,且推动的矸石量较少。最终确定夯实角为10°时,夯实机构对矸石散体的充填效果最好,此结论可为充填工作面现场操作提供理论依据。     

煤和矸石选择性破碎的可行性研究

对煤和矸石的主要力学性质作了简单的介绍,通过下落试验,对某一煤区不同颗粒的煤和矸石对应不同高度的破碎情况进行了分析比较,验证了力学性质有很大差别的煤和矸石选择性破碎的可行性,提出了煤和矸石井下直接破碎分选的新型洁净煤生产技术思路。     

新疆煤矸石排放及其利用研究

文章对新疆煤矸石的污染现状、利用现状进行分析,并运用产值耗煤法对新疆煤矸石排放量进行预测,提出适合新疆煤矸石综合利用的防治方法,并对其可行性进行了论证。结果表明:新疆煤矸石的利用应以发电为主要方向,其次,考虑煤矸石做为生产建筑材料。     

金晖洗煤厂反手拣矸工艺改造探讨

随着煤炭开采机械化程度的提高,毛煤的矸石含量越来越大。文章在分析金晖洗煤厂三种入选煤毛煤中矸石含量的基础上,研究了在矸石量较大情况下作反手拣矸改造的必要性和可行性,并根据金晖洗煤厂的实际情况,制定了反手拣矸改造的可行性方案。     

基于ASTER遥感影像的煤矸石分布信息提取方法

在矿产资源开发多目标遥感调查与监测中,煤矸石分布信息的提取对采煤硐口的识别、煤矿开采引起的土地破坏和生态环境污染范围的确定有重要意义.以荆门市马河镇煤矸石分布调查为例,利用ASTER多光谱数据波段多、信息量大的特点,先采用主成分分析法将其14个波段进行去相关降维,再运用马氏距离法对图像进行监督分类.研究表明,该方法能快速、准确地提取煤矸石的分布范围,提取精度88.17%,可广泛应用于煤炭资源开发状况和矿区生态环境的调查与监测.     

Environmental factors affecting geotextile filter design in coal refuse impoundments

The US Mine Safety and Health Administration (MSHA) issued the Second Edition of Engineering and Design Manual for Coal Refuse Disposal Facilities prepared by D'Appolonia in 2009. This second edition provides design guidance on the use of nonwoven geotextiles for drainage applications when replacing graded granular filters in coal waste impoundments. Coal refuse is susceptible to slaking that produces an increase in fine particles which may lead to geotextile clogging. This article presents the results of research which investigated the effects of slaking on the hydraulic conductivity of permeated refuse specimens in order to identify parameters influencing the design criterion for selecting candidate nonwoven geotextiles for drainage applications. Permeability tests were performed on refuse–geotextile samples at different compaction energies and varying moisture contents, followed by post-grain size distribution (GSD) tests. Conclusions indicate that (i) the k _soil of the acid-permeated refuse samples is one order of magnitude higher than the k _soil of the water-permeated refuse samples and was attributed to fine particle aggregation. Any potential increase in the k _soil due to continued particle aggregation may approach a failure criterion where the soil permeability is too high. The long-term effects of low-pH groundwater may cause an increase in refuse permeability, leading to criterion failure due to particle aggregation; (ii) comparisons of the coarse coal GSDs for the pre- and post-compacted, water-permeated specimens showed an increase in the production of particle fines due to slaking at critical indices.     

用煤矸石做路基和厂区垫层的工程实验研究

平顶山矿区煤矸石堆积如山,不仅占用了大量土地,而且对环境造成了一定的不利影响。如何治理煤矸石造成的环境污染,变废为宝,开发利用这些资源,很多部门专家学者都在研究这一问题。论文介绍用煤矸石做路基和厂区垫层的工程实验情况,将大量的煤矸石用于筑路和厂区垫层,获得成功,既减少筑路征地费用,又美化了环境,经济效益显著,为今后煤矸石利用积累了宝贵的经验。     

低位综放开采顶煤放出率与含矸率的关系

进行了考虑煤矸破碎块度沿厚度方向变化的散体模型放煤工艺试验研究,分析了低位综放开采的煤矸流动形态特征及过量放煤对煤矸分界线形态的影响,研究了混矸程度与顶煤放出率的关系,提出了顶煤拐点放出率的概念;研究了放煤过程中煤矸流中矸石比例的变化规律,分析了过量放煤对后续放煤的影响.在放煤过程中可以将放煤口煤矸流中矸石的比例为1/3作为终止放煤的依据,对应的顶煤放出率可达94％,含矸率为10％左右,增加一定的含矸率可大幅度提高顶煤放出率.放煤口煤矸流中矸石的比例最大不能超过1/2,否则,增加含矸率对提高顶煤整体放出率的作用降低,且不利于后续放煤.     

粉煤灰防治煤矸石酸性与重金属复合污染

采用柱状淋溶模拟试验,分析添加粉煤灰防治煤矸石酸性和重金属污染的效果及机理.结果表明：煤矸石淋溶液具有典型的酸性矿山废水特征.在粉煤灰处理中,淋溶液的pH值呈中性或微碱性,重金属浓度显著下降.这主要是因为：① 粉煤灰促进了Fe等氢氧化物沉淀和多种重金属的共沉淀;② 生成的Fe沉淀具有包被作用,阻隔黄铁矿的氧化;③ 碱性环境抑制了氧化亚铁硫杆菌的生长和对黄铁矿的微生物催化氧化.研究表明,粉煤灰直接覆盖可以明显地抑制煤矸石中硫化物的氧化并提高煤矸石淋溶液的水质.     

松散细砂岩顶板下综采合理放煤步距的确定

针对厚煤层顶板存在松散细砂岩的煤层条件,依据相似理论,采用散体相似模型试验的方法,分析了不同顶煤块度下不同放煤步距对煤矸砂流动形态及混矸的影响规律,给出了不同煤矸块度条件下的放煤步距选取原则.研究结果表明,采用三采一放有利于控制顶板中的松散细砂岩,降低放出顶煤中的含砂量.