矿车橡胶复合缓冲装置

斜井串车提升矿车之间撞击频繁冲击力大,缓冲装置一般采用钢弹簧。但60SiMn弹簧抗弯力差,在大冲击载荷作用下易断裂（特别是在有垂直于轴向方向的分力时）,其缓冲铸钢碰头的寿命则比弹簧长得多;用整体橡胶缓冲装置,其外仲部分极易断裂、磨平丧失缓冲能力,但碰头腔内部分却不易损坏。如综合这两种材料的优点,采用邵氏硬度大于70综合性能较好的橡胶充填在碰头腔中,外面安装铸钢碰头,做成复合式缓冲装置,其性能与寿命就可大大提高。1性能比较与可行性弹簧缓冲在受到冲击我行的瞬间,冲击力通过弹簧以两点作用于碰头腔内壁。而橡胶缓…     

综放开采散体顶煤对支架与围岩关系影响的实验研究

散体顶煤的存在会改变综放开采支架与围岩相互作用关系。自主设计了散体动载荷冲击实验平台,对不同散体颗粒种类、不同颗粒大小、不同堆积厚度以及不同冲击力条件下进行动载冲击实验,揭示了散体顶煤对综放开采支架与围岩作用关系的影响。研究发现:散体密度与缓冲效果存在正相关,散体顶煤的堆积密度越大,散体缓冲上部动载荷效果越明显;散体堆积厚度变化存在临界值,当堆积厚度小于临界值时,破碎岩石堆积厚度越小冲击效果越明显,相反冲击压力随着堆积厚度的增加逐渐减小而后趋于不变;散体粒径越大,岩石缓冲上部动载荷效果越明显,但缓冲曲线的波动性较大,表明冲击过程比较剧烈。同时,提出了在支架选型时,要综合考虑煤层赋存条件、破碎顶煤性质及支架结构性能等因素,以保证放顶煤安全开采。     

落石连续冲击下废弃混凝土垫层缓冲特性大型现场试验研究

国内建筑垃圾产量逐年递增，处理成本也急剧增加。为了探究废弃混凝土材料在冲击态荷载作用下的动态响应，通过大型现场70 kJ连续落石冲击试验，研究废弃混凝土垫层在连续冲击荷载作用下的缓冲性能。结果表明，采用废弃混凝土垫层后，第1次、第3次和第6次冲击力峰值与无防护情况相比分别减小了76.7%、41.2%和18.2%；垫层缓冲性能存在劣化现象，6次冲击后，冲击力峰值比第1次冲击时增加了3.5倍。随着冲击次数的增加，垫层孔隙率呈降低趋势，且降低趋势逐渐变缓，垫层颗粒平均球度降低，颗粒相对破碎率随装样深度的增加而降低。研究结果可为落石灾害防护提供理论和实践指导。     

锚杆托板与缓冲垫层组合结构动载力学性能研究

为获取缓冲垫层放置位置及厚度的选取依据,分析了缓冲垫层对冲击地压巷道锚杆支护系统中托板及组合结构抗冲击性能的影响。利用落锤冲击试验装置,测试了托板、W型钢护板和橡胶缓冲垫层等4种组合结构的动载力学性能,得到了试样的冲击力时程曲线、位移时程曲线及变形特征,分析了W型钢护板、缓冲垫层位置及厚度对托板动态力学性能的影响。研究结果表明：托板均经历了拱高降低、四角翘起、拱底面积减小等变形过程。随着冲击能量的增加,试样冲击力峰值及变形量呈增加趋势,冲击力时程曲线可分为初期震荡、急速上升、平稳震荡和迅速下降等4个阶段。与单独托板相比,W型钢护板可降低冲击力峰值、增加试样震荡作用时间、有效保护试样的完整性和提高试样抗冲击性能。通过对比缓冲垫层放置位置及厚度的冲击力峰值、位移量、冲击能量吸收率及托板变形量,得到缓冲垫层放置在W型钢护板与围岩接触面之间时,抗冲击性能更好,其合理厚度在16～18 mm。根据托板静载拱高变形量要求,单独托板可承受约2 500 J的冲击能量,W型钢护板及缓冲垫层组合结构可起到吸能、改善托板承载特性及提高托板抗冲击性能等作用,现场应用效果良好。     

磨矿介质对磨机衬板冲击力的模拟计算

为优化磨机衬板设计，本文根据磨矿介质对磨机衬板的冲击特点，自行研制了冲击力测定装置，并试验获得了冲击力与冲击动能的关系模型。根据磨机内介质运动形态的有关理论，模拟计算磨矿介质对衬板冲击速度的大小、方向及冲击位置等。根据研究结果，当已知磨机规格和磨矿操作条件时，可模拟计算磨矿介质对磨机衬板的冲击力大小，这一计算结果可用于指导定量设计衬板材料和结构的适宜强度。     

颗粒对钢板冲击力的计算机仿真分析

通过简化模型的有限元模拟,分析储煤仓筒卸料时对定量仓的冲击性能。运用计算机仿真,分析单个煤粒对钢板的冲击力并绘制冲击力随时间变化的曲线和冲击点的加速度变化曲线,在不同尺寸和冲击速度下进行冲击过程模拟,研究在不同情况下受冲击节点的应力变化情况。     

溜井储矿段储料缓冲性能离散元模拟研究

为探究储料对溜井卸矿冲击的缓冲特性,采用离散元方法分析溜井卸矿冲击作用下储料缓冲过程,探究储料高度对储料缓冲效果、溜井侧壁受力特征的影响,引用缓冲率确定在当前溜井结构、矿岩粒径分布下的临界储料高度值。研究表明:(1)卸矿冲击作用下储料上部矿岩激烈碰撞,排列重新分布,分散、衰减了大部分冲击力;储料下部冲击力主要沿着初始力链网络传递,矿岩排列不变,摩擦阻力抵消了部分冲击力;(2)在指定颗粒粒径级配、储矿段直径(6m)等条件下,储料临界高度值是7m;总体上,储料缓冲效果随储料高度增加而变好,当储料高度低于7m时,储料缓冲效果受储料高度改变影响明显,当储料高度高于7m时,储料缓冲效果受储料高度改变影响较小;(3)井壁冲击力峰值随着储料高度、D值(所测井壁与储料面的距离)增加而降低。在距离储料面一个临界储料高度范围内,井壁冲击力降低速度较大,在该范围外,降低速度较小;(4)结合研究结果,在合理储料高度和卸矿、放矿管理3个方面提出了合理利用储料缓冲性能的具体措施,对矿山生产实践具有一定的指导意义。     

“四点减震式”缓冲床的研制与应用

缓冲床是胶带运输系统中常用、重要的一套安全设施,主要作用是减小物料转载时因落差所形成的冲击力,对胶带起到保护作用。济三煤矿针对该矿现有的缓冲床在使用中存在的种种弊端和不足,通过改进创新,提高缓冲床的减震效果,最大程度的减少冲击力对胶带冲击损伤,提高胶带运输机的安全可靠性,为矿井安全生产提供保证。     

轴向冲击荷载下锚索动力响应特征试验研究

为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明：静载拉伸破断载荷为350.83～356.81 k N,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15 000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15 000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道...     

基于Matlab的大倾角煤层飞矸冲击后果数值模拟

飞矸在重力下加速运移,动能加大,与人和设备碰撞瞬时发生。飞矸具有危害大、运移复杂的特点。每年飞矸毁物伤人事故,造成直接经济损失高达数千万,严重制约了矿井的安全生产。因此,非常有必要研究飞矸的冲击后果。基于飞矸冲击力简化计算模型,采用Matlab软件模拟自由下落高度分别为1,3,5,7,9,11,13,15,17 m,飞矸质量分别为30,120,270,480,750,1 080 kg的冲击力,绘制了冲击力对比图,分析了飞矸质量对冲击后果的影响以及自由下落高度对冲击后果的影响。研究对于防范飞矸伤人事故具有重要的意义。     

全方位行星式球磨机离散元仿真与试验对比研究

应用离散元仿真和实际研磨试验的方式,研究了全方位行星球磨机介质和物料的碰撞特性,验证了在离散元碰撞模型中同时引入球磨介质和被研磨物料的可行性。结果表明,随着行星盘的翻转,磨罐内研磨介质及物料的分布状态随行星盘的翻转发生周期性变化;球磨介质对于物料颗粒的研磨破碎作用大于冲击破碎作用;无量纲化处理后新增比表面积和总碰撞能损失的相关系数为0.99841,离散元仿真和实际研磨试验结果反映出的研磨效果随转速变化的趋势相近。     

提升条表面结构特征对球磨机粉磨效果影响的研究

球磨机工作时,衬板及其提升条受到磨矿介质与物料的跑合冲击作用产生冲击磨损与磨粒磨损,其中提升条的磨损尤为明显。当提升条产生较大程度的磨损时,对介质和物料的提升作用大打折扣,从而使磨机的功耗升高,增加了生产成本。针对4种表面特征(光滑、横向条纹、纵向条纹、凸包)的提升条在磨矿时的粉磨效果进行数值模拟与磨矿试验。对比发现横向条纹耦合仿生结构在4种提升条中的耐磨性和磨矿效果最佳,相比光滑表面特征的提升条,在同等条件下质量损失降低了56%,180μm以下物料产率提升了17.8%。     

输送带非等温硫化过程数值模拟与实验研究

为了探究输送带在硫化过程中内部不同区域的温度和硫化程度(橡胶交联程度)随时间的变化规律,通过实验得到了橡胶导热系数和比热容在不同温度下的数值,并编写成UDF程序导入FLUENT。通过三种温度145℃、150℃、155℃下橡胶硫化曲线对常用的硫化动力学模型进行拟合分析,确定最佳硫化动力学模型。以C语言和FLUENT预定义宏为基础,编制了UDF用户自定义程序模型,通过有限元分析软件FLUENT实现了输送带硫化过程中传热与硫化度的耦合,最后通过测温实验验证了模拟的精确性。结果表明：选取的硫化动力学模型,初始条件和边界条件的设置,硫化与传热耦合计算方法可以准确预测输送带的硫化过程。输送带外部与内部区域升温速率差异显著,其中心区域是升温速率最慢、焦烧时间最长、最后完成硫化的区域。根据模拟结果可对输送带硫化时间、胶料配方、橡胶预热等方面进行硫化工艺优化。     

基于检测球的球磨机磨矿介质运动试验分析

针对球磨机磨矿介质运动信息很难测量的问题,以Φ520 mm×260 mm试验球磨机为研究对象,基于设计的检测球装置分析了不同转速率工况下磨矿介质运动参数的变化规律,并提出了一种试验验证离散元仿真的方法。研究结果表明,检测球加速度主要介于0～3.3 g,球磨机的转速率越大,加速度的波动范围越大,磨矿介质的冲击碰撞越明显;检测球角速度主要介于0～31 rad/s,球磨机的转速率越大,角速度的波动范围越大,磨矿介质的研磨作用越明显;检测球试验与离散元仿真的单位质量转动动能累积分布基本一致,说明检测球试验验证离散元仿真是有效的。     

Effect of grinding aids on the grinding energy consumed during grinding of calcite in a stirred ball mill

A series of wet-grinding experiments has been carried out on inorganic powders by a stirred ball mill to systematically investigate the grinding characteristics. The grinding power consumed for a given grinding time was considered, as well as the effect of grinding aids on particle size. The grinding energy consumed, defined as the integral of the grinding power over time, was also investigated. The grinding aids were found to influence the product size and decrease the grinding energy. This is attributed to the prevention of agglomeration and coating of the sample powder onto the ball and grinding chamber wall. The grinding process seemed to be controlled by the force of agglomeration of the ground products. It was demonstrated that the particle size and grinding consumption energy could be decreased by the addition of grinding aids.     

阶段磨选磨矿粒度划分的理论分析与计算

从磨矿动力学出发, 提出了阶段磨选时磨矿粒度的划分方法, 将阶段磨矿的能耗问题转换成当量磨矿时间最小的数学问题, 通过分析磨矿时间与粗精矿产率的相互关系, 用数学方法回归磨矿动力学方程和粗精矿产率与磨矿粒度的数学关系, 提出了与磨矿能耗一致的当量磨矿时间概念, 以最小的总能耗划分磨矿粒度。借助于EXCEL可以实现两段、三段磨矿合理的磨矿粒度划分。以某一铁矿的阶段磨选为例, 对合理的两段、三段磨矿进行了计算, 得到了总能耗最小的磨矿粒度划分。     

Experimental analysis of wet mill load based on vibration signals of laboratory-scale ball mill shell

Real-time measurement of the mill load is the key to improve the production capacity and energy efficiency for the grinding process. In this paper, experimental analysis of the wet mill load based on the vibration signals of the laboratory-scale ball mill shell is presented. A series of experiments are conducted to investigate the vibration characteristics corresponding to different grinding conditions such as dry grinding, wet grinding and water grinding. The power spectral density of the vibration signals is systematically interpreted.Experimental results show that the rheological properties of the pulp affect the amplitude and frequency of the vibration signal. The most important conclusion is that the frequency range of the shell vibration of the laboratory wet mill can be divided into three parts, namely natural frequency band, main impact frequency band and secondary impact frequency band. Finally, soft-sensor models between vibration signal and mill operating parameters of mill load are established using genetic algorithm-partial least square (GA-PLS) technology. After more work on industry scale ball mill is done, the soft-sensor modeling based on the mill shell vibration for operating parameters of mill load will improve the performance of the ball mill in the grinding process.     

破碎方式对某磁铁矿石磨矿速度和Bond球磨功指数的影响

为验证破碎方式对磨矿速度和Bond球磨功指数的影响,使用某磁铁矿选矿厂的鄂式破碎产品、圆锥破碎产品和高压辊磨产品,分别进行磨矿动力学试验和Bond球磨功指数试验。结果表明：①高压辊磨产品的可磨性最好,圆锥破碎产品次之,鄂式破碎产品最差。同一破碎产品的磨矿速度随着磨矿时间的增加而降低。不同破碎产品,随着磨矿时间增加,颗粒性质逐步均匀并接近,磨矿速度逐步接近,破碎方式对磨矿速度的影响逐步降低。②Bond球磨功指数试验表明,在磨矿产品粒度大于0.10 mm时,破碎方式对磨矿的能耗影响显著,高压辊磨产品最节能;当磨矿产品粒度小于0.10 mm时,破碎方式对磨矿的能耗影响降低。破碎工艺中增加高压辊磨机,对于增大磨机处理量、降低磨矿能耗十分有益。     

基于离散单元法的球磨机净驱动功率预测

球磨机筒体内装料（物料和研磨介质）的运动状况很复杂,过去在球磨机的设计中多采用类比法和经验公式来确定其驱动功率,存在一定的局限性。通过记录某水泥厂一台球磨机的运行数据,计算得到了它的净驱动功率值（仅使装料运动的功率）。随后运用PFC3D离散元软件在相同条件下对筒体内装料的运动进行了数值模拟得到了净驱动功率值,发现实际运行值与模拟值之间仅存在7．7％的相对误差。最后还对不同格条高度、旋转速度和装料填充率下的球磨机分别进行了数值模拟并得到了净驱动功率值的变化规律,所得结果与实际运行状况和理论分析基本吻合。     

艾砂磨机在细磨中的优势及其在有色金属选矿厂的应用

磨矿作业在金属矿山选矿工艺中是一个高能耗、高材耗的过程,尤其是多段磨矿的选矿厂,磨矿能耗已占到选矿厂能耗的50%以上,磨矿成本占选矿厂成本的30%以上。其中作为细磨作业的二段和三段磨矿,磨矿效率低下,粒度分布不均匀,过磨和欠磨现象严重,对后续分选作业产生不利影响。艾砂磨机细磨作业具有高效节能的特点,变频调速解决了流程物料不稳定的问题,磨矿产品粒度分布窄、避免过磨和欠磨可有效提高有价金属回收效果,开路磨矿工艺达到闭路磨矿效果,简化了设备配置,设备占地面积小可减少建设投资,改造更加方便,独特的结构设计使维修非常简便,可有效提高选矿厂运转率。近几年来,艾砂磨机在国内外多个矿山落地应用,多个案例证明,艾砂磨机设备运行稳定,在细磨段具有节能降耗的显著优势,对提高精矿品位和回收率具有显著的效果。