冲击荷载作用下磁铁石英岩破碎能耗分析

应用SHPB试验设备对磁铁石英岩进行不同速度条件下的冲击试验,基于试验结果,分析了岩石类材料在冲击荷载的作用下其能量的耗散规律和块度分布情况,建立了磁铁石英岩破碎块度与能耗关系模型,提出了岩石应变率强度指数和能时密度概念,揭示了岩石破碎有效能耗不仅与能量输入大小有关,而且与能量的时间强度密切相关。通过对冲击试验中不同输入能量条件下的磁铁石英岩的破碎粒度统计分析,对比采集到的反射应力波作用时间和强度,初步建立了岩石动态强度的应变率关系模型和能时密度模型,将炸药能量输出结构这一概念通过具体指标作了定量表述,建立起了炸药能量输出与岩石破碎能耗间的内在联系,为研究炸药与岩石能量耦合提出了新的研究思路。     

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。     

落锤冲击破碎下矿石碎屑分布特征实验研究

为了研究矿石冲击破碎后的块度分布情况,利用落锤冲击实验装置,对磁铁矿石试件进行不同冲击高度的破碎实验。通过定义碎屑形态特征、引入分形理论,系统地研究了碎屑的尺寸特征、分形维数等变化规律。研究表明,随着输入能的提高,相同宽厚比的碎屑累积数量与累积质量减少,长宽比则反之;相同长厚比的碎屑数量逐渐降低;长板状碎屑逐渐减少,片状碎屑逐渐增加,碎屑以长板状、柱状与板状居多;由"质量-频率法"与"特征尺度法"所求得的分形维数均逐渐增大。经比较得出,在"特征尺度法"中以碎屑的最大宽度作为特征尺度计算分维值最准确。     

矿石冲击破碎试验方法综述

落重锤及旋转破碎仪已广泛应用于国内外自磨与半自磨机的选型计算领域,上述两种方法均采用窄粒级入料进行破碎表征测试,存在成本高、效率低、工作量大、工作周期长等问题。为快速、准确地获得试验所需的表征数据,有学者提出了一种新型宽粒级快速入料测试方法,与传统测试表征技术相比,新方法经济高效、工序简单,显著降低了测试成本和时间。在对传统窄粒级破碎表征测试方法和新型宽粒级快速入料测试方法的试验流程、数据处理算法和依托的破碎数学模型进行综述的基础上,就试验流程和试验结果的可靠性进行了新老方法对比和评估,指出了宽粒级破碎表征试验结果与传统表征试验结果仅相差±1个标准差,因此,新方法是快速表征矿石破碎性质的有效方法。     

冲击加载下煤岩破碎块度与能耗关系的试验研究

利用霍普金森压杆对煤岩进行不同冲击加载下的动态力学测试,研究煤岩破碎块度与破碎能耗之间的关系。利用筛分法确定煤岩破碎后的平均块度,借助分形理论,研究不同冲击加载下煤岩的破碎分形维数、破碎块度;借助不同冲击加载下煤岩的应力—应变曲线,依据应力波理论,分析煤岩的破碎能耗;并研究了煤岩的破碎块度与破碎能耗的关系。研究结果表明,在动态冲击试验下,煤岩冲击破碎后的块度具有较好的分形特性,分形维数能够反映煤岩的破碎和脆性程度。煤岩在不同冲击加载下,破碎平均块度在6~19mm之间。随着冲击加载速度的增大,煤岩越破碎,破碎块度越小,破碎能耗越大。     

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。     

冲击加载下矽卡岩破碎能耗与块度关系的试验研究

破碎能耗、碎块数量和块度间的关系是岩石破碎的一个基本问题。利用SHPB装置及半正弦波加载, 对矽卡岩试样进行冲击破碎试验, 采用筛分法获得了破碎岩块的块度分布, 从而得到了冲击加载下入射能量与矽卡岩破碎能耗之间的关系, 以及矽卡岩破碎能耗、块度分布之间的定量关系。     

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。     

煤和矸石的冲击式破碎分离试验

利用冲击式破碎筛分装置,采用正交试验的方法研究煤矸硬度相对差值、物料冲击速度和冲击次数对丢煤率和混矸率的影响,并对试验结果进行了回归和方差分析。分析表明：丢煤率随煤矸硬度相对差值、物料冲击速度和冲击次数的增加而减小;混矸率随煤矸硬度相对差值的增大而减小,随物料冲击速度和冲击次数的增加而增大;物料的冲击速度和冲击次数对丢煤率的影响显著,煤矸硬度相对差值对丢煤率影响不显著;3个影响因素对混矸率影响都特别显著,且主次顺序为冲击速度、冲击次数、煤矸硬度相对差值。     

基于施-Kojovic模型的煤冲击破碎试验研究

介绍了用于模拟矿物单位破碎能量与粒度减小程度之间关系的施-Kojovic模型, 并用该模型对3种澳大利亚煤样的落重锤破碎、 旋转破碎和床层破碎等3种冲击破碎方式进行了试验研究。结果表明, 施-Kojovic模型能够很好地模拟煤的多种冲击破碎过程, 其决定系数 R2平均值可达0. 975。 在床层破碎中, 使煤发生破碎首先需要克服平均为253. 20 J/ kg的最小单位破碎能量, 而在其他2种破碎方式下, 最小单位破碎能量的值可以忽略不计。 冲击破碎中煤样所能达到的最大粒度减小程度和破碎效率与其破碎方式有关, 两者由大到小的顺序均为旋转破碎、 落重锤破碎和床层破碎。 另外, 受高灰矿物质助磨作用的影响, 在床层破碎中同一种煤的硬度随灰分的增高而减小。     

冲击破碎挖斗的设计

阐述了一种适合矿山工况的冲击破碎挖斗,设计结构紧凑,同时具有冲击破碎和耙装功能。挖斗安装有液压破碎锤,工作中更有效地破碎岩石;斗体上可安装斗齿,可保障挖斗的耙装效率。     

钴结壳冲击破碎强度的试验研究

海底钴结壳富含锰、钴和镍等金属, 是人类近期勘探和开采研究的热点之一。欲将结壳从海底基岩上剥离并采出海面, 必要弄清钴结壳的破碎特性。为此采用冲击破碎试验法测定了钴结壳的普氏系数, 并分析了影响其破碎强度的相关因素, 为将来结壳破碎装置的设计提供了依据。     

微波照射下层理矿石破碎的能耗与粒度研究

在矿山的矿石破碎过程中,存在着能耗巨大的弊端,严重阻碍了企业的绿色发展。利用落锤冲击破碎试验,结合微波加热技术,针对含层理面的矿石试件进行冲击破碎试验,并基于岩石剪切破坏角的Coulomb准则,对未经微波照射与经微波照射下,含不同层理倾角矿石的吸收能及碎屑块度分布情况进行了研究。研究表明,随着层理倾角的增大,矿石吸收能呈先降低后增大的趋势,当倾角为90°时,吸收能存在最小值;经微波加热处理后的矿石吸收能E_(WJL)低于未经微波处理的矿石吸收能E_(JL),且在10°～20°时,E_(JL)-E_(WJL)值最大。随着层理倾角的增大,矿石破碎后的平均块度呈逐渐减小趋势,破碎程度加重;经微波预处理后,矿石的平均块度显著降低,破碎程度最高;因冲击破碎后的碎屑尺寸影响,矿石的平均块度与分形维数相关性较弱。研究成果对于矿石破碎中的能耗控制具有一定参考价值。     

板棍式振动破碎机破碎效果及能耗的影响因素试验分析

板辊式振动破碎机是一种利用板辊之间的振动、挤压和剪切等破碎形式,实现矿物破碎的高效破碎机。为进一步了解各参数对物料破碎效果及能耗的影响,取主轴转速n、振幅A、辊板间隙h、颗粒粒径d为主要影响因素,以搭建的破碎能耗检测平台测得的破碎能耗、破碎分维数为主要评价指标,设计了单因素五水平试验。试验结果表明:随着主轴转速的增加及振幅的加大,其物料破碎分维数均呈线性递增趋势,物料破碎效果也越好,用于破碎物料的能耗也明显增多;对于板辊间隙,间隙越大,破碎效果越差,破碎能耗也随之减小;随着入料粒度的增大,破碎分维数越大,破碎效果越好,破碎能耗却随之降低,但变化量并不明显,这符合越小颗粒越难破碎的实际情况。     

岩石的压缩破碎和冲击破碎的能耗

在闭路流程中使用圆锥破碎机和立式冲击(VSI)破碎机来比较这两种不同破碎设备的破碎效果.闭路流程中的破碎机破碎的最终筛孔尺寸为9 mm.生产量、粒度减小和能耗对比结果表明,VSI破碎机能量利用率比圆锥破碎机要高很多,并且产品粒度也更细.与圆锥破碎机相比,VSI破碎产品中小于1 mm物料含量为65%.并且能耗更低.根据所选择的能量度量法来评估破碎机为磨矿提供更细物料的好处.该方法表明,VSI破碎机可以为磨矿节省2%～14%的能量,这取决于所使用的能量模型和最终产品的粒度.该评估与在磨矿之前采用VSI破碎机破碎铁矿时节省11.8%的能量相符.     

低级无烟煤冲击产尘特性的试验研究

煤体冲击产尘特性是指煤体受外界能量作用破碎过程中产生粉尘量及粉尘粒度的分布状况,它不仅取决于煤体本身的属性,而且与其含水量、破碎过程中所受外界能量等因素有关。以伯方煤矿3#煤为研究对象,进行了不同冲击能、不同含水率的冲击产尘试验。试验结果表明:低级无烟煤受冲击所产粉尘的重量和粒径之间存在明显的分形特征;随冲击能量的增加,煤样分形维数及产生微细粉末总量以不同关系递增;煤样分形维数及产生微细粉尘总量与其含水率呈负线性相关关系,当煤样的水分含量达到其饱和含水率时,产生微细粉末总量最低,存在最佳含水量。     

放顶煤液压支架尾梁冲击破碎装置设计及试验研究

硬质大块煤是影响放顶煤开采后部工作面煤流输送和顶煤回收的重要因素。为提高后部大块煤的破断效率,分析研究了乳化液冲击破碎锤的系统结构及破块性能,设计了尾梁插板内置式和尾梁下表面贴附式2种布设方案并进行了分析比较。对伸缩千斤顶拖动破碎锤挤压、冲击破碎大块系统进行了地面试验,单次冲击下实现了0.5m规格尺度大块混凝土的整体破断。分析和试验共同表明,高速、高压重载冲击是破断硬质大块煤的有效方式,试验的成功为尾梁冲击破碎装置的井下应用打下了基础。     

冲击跟管钻进松散破碎层技术分析

在松散破碎的复杂地层中钻进时，常因孔壁不稳定而导致各种孔内事故发生(如坍塌、埋钻、卡钻等事故)。目前解决这类事故发生的主要技术手段就是：跟管钻进，即在钻进的同时实现套管跟进护壁，确保快速、安全、经济地钻进至设计层位或深度，完成工程内容。     

超低品位磁铁矿矿岩破碎能耗优化研究

低品位矿山的矿岩破碎能耗问题是绿色矿山建设中节能减排的重要环节。 经典破矿理论中矿岩质量和矿石破碎粒径比是能耗的两个主要影响因素。 基于内蒙古地区某露天矿实际情况,为精准有效地降低矿岩破碎能耗,结合破碎功耗学说,采用实验室测得矿岩力学参数 b 对矿岩质量进行定量化分析并计算出能耗比,利用不同适用性的能耗公式对多级破碎能耗进行求解,从而分析在各个破矿工序中不同力学性质和粒度的矿岩破碎能耗指标。 结果表明:该矿山围岩与矿石力学性质有较大差异,引入力学性质参数 b 可以有效地表征出能耗差异,提供了优化能耗的依据。 针对力学性质差异较大的岩石可以分离后再破碎;在破矿设备和矿岩质量稳定且有多级破碎需求时,矿岩每次破碎粒度差异不宜过大,矿岩初次破碎应至 125 mm 粒径,后续多级破碎粒度比为 40%时能耗较低。     

冲击破碎机冲击速度,冲击时间和破碎力的确定

提出了冲击破碎机通用的冲击速度理论计算公式，对最大破碎力和平均破碎力之间的关系和冲击时间进行了探讨。