岩石破碎体的粒度分布与分形

本文系统研究了分形破碎体的筛上、筛下分布规律及其与一些典型粒度公式的关系，讨论了它们的理论基础和破碎机理。证明，仅在尺度范围足够宽，且D＜3时，分形分布才与指数α＜3的G-S分布一致；D＞3时符合筛上幂律分布；分形分布不可能与指数分布一致。Welbull分布，对数正态分布等仅在特殊情况下与分形分布一致。分形方法更好地反映了破碎的本质。分析结果表明，矿山岩石破碎体，包括天然砂，基本上符合分形规律。     

煤粉的分形特征及其对水煤浆级配的影响

为进一步研究分形理论与煤粉粒度级配的相关性,运用分形理论分析了张家峁煤矿水煤浆厂不同粒度煤粉的粒径分布特性,利用激光粒度分析仪测试不同中位径煤粉的粒径分布曲线,通过作图计算发现lnyV(r)-lnr有很好的线性关系,呈现分形特征,分形维数在2.3以下。对水煤浆级配的两种经典模型Alfred模型、Rosin-Rammler模型进行分形分析,分形维数在2.5以上。将中位径为6μm的煤粉样品分别与中位径29μm和90μm的煤粉等比例级配,其结果分形维数也都在2.5以上,高于未级配煤粉分形维数,因此分形维数是级配的特征参数。级配过程提高了煤粉的分形维数,通过测定煤粉的分形维数可评判级配的好坏,以及粒度分布是否接近理论模型。     

基于分形几何理论的岩体结构面分布特征研究

基于分形理论和现场岩体结构面调查，对岩体结构面进行了统计分析，网络模拟和分形维数计算，探讨了分形维数据和结构面分布密度程度之间的关系，并将分形维数应用于矿山工程岩体的质量评价。     

岩石可钻性分形法的检验与评价

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出更加精确的观测。利用分形几何理论,研究了钻井过程中岩石破碎机理及形成过程,提出了一种以井底返出的岩屑为对象的岩石可钻性测试方法。室内实验表明:微钻头岩石可钻性级值和岩石压入硬度值与破碎岩屑分形维数存在明显的相关性,由此制定了一个基于岩屑粒度分布分形维数表示的岩石可钻性预测指标。经现场实验检验,分形法确定岩石可钻性级值具有很高的精度。这表明钻井过程中上返岩屑的分形维数能反映岩石可钻性程度,可以用分形维数衡量岩石可钻性大小。     

煤的孔隙结构分形定量研究

煤是一种具有复杂孔隙结构的物质，难以用传统的欧几里德理论予以描述。分析用压汞法测出的煤中不同孔径段的比孔容资料，发现最小孔半径在６５￣８７ｎｍ的大孔和中孔具有分形特点，可以用分形维数定量表征煤的孔隙特征。分形维数能反映组成煤的煤岩组分的复杂程度和煤结构遭受破坏的严重程度。在煤的变质系列中，中变质程度烟煤的分形维数最大。     

不同冲击比能下煤岩颗粒破碎的分形演化

为研究不同冲击比能对矿岩粒度分布的影响,根据分形理论建立了粒度分形维数与冲击比能的理论模型。利用落重试验机对无烟煤和矸石进行不同冲击比能下破碎试验,结果表明:冲击比能对无烟煤和矸石破碎粒度分布规律影响较小,G-S分布可以很好的表征不同冲击比能下无烟煤和矸石的累积分布规律;粒度分形维数随着冲击比能的增加呈对数增长。通过试验和其他学者的试验数据验证该理论模型的正确性。     

基于分形理论的旋转机械故障诊断的研究

针对旋转机械振动信号的特点,从分形原理出发,利用分形维数的概念,对由旋转机械故障产生的非平稳、非线性信号进行了分形特征的定量描述。试验结果表明,旋转机械不同故障出现时,其分形维数明显不同。因此,可以利用分形维数有效地诊断出旋转机械的故障。     

煤粉碎粒度分布的分形模型

从自相似分形几何原理出发,建立了煤粉碎粒度分布的分形模型,得到了煤粉碎的分形粒度分布公式。结果表明:煤粉碎的粒度分布维数取决于煤粒的粉碎概率和粉碎相似比,影响煤粉碎粒度分布的因素有煤粉碎的粒度分布维数和煤粉碎后煤粒的最大粒径,煤粉碎的粒度分布维数反映了煤粉碎后煤粉颗粒群粒级的粗细程度。通过分形粒度分布与实际粒度分布的比较,验证了本模型的正确性,可用于指导工程实际。     

球磨机适宜磨矿介质配比的研究

介绍了一种简单实用、可用于直接计算和进一步优化研究的磨矿介质配比计算数学通式。对生产应用中一些配比方法进行了试验比较,获得了确定适宜磨矿介质配比的方法：在一般情况下,先根据给料粒度选择各主要窄级别对应的最佳磨矿介质尺寸,再按给料粒度相关法计算磨矿介质质量百分数;如果给料中粗粒级含量低,磨矿时间较长,磨机矿浆粘度较大,可按照各种尺寸磨矿介质等比重法计算磨矿介质配比,以适当增加大球磨矿介质的比例,提高磨矿效率。     

煤矸破碎粒度分布规律的分形特征试验研究

为寻找煤矸破碎粒度的分布规律,根据分形理论建立了煤矸破碎粒度分布的分形表达式,并与威布尔分布比较,寻找煤矸破碎特性指数、破碎程度参数、分形维数与各影响参数的关系。首先对不同杆数的滚筒进行煤矸破碎试验,根据实验结果选择合适的杆数,并对参数间的关系进行探讨;其次,对不同杆形的滚筒进行煤矸破碎实验,根据实验结果确定杆形对煤矸破碎粒度分布的影响;最后对不同地质条件下的煤矸进行破碎实验,研究不同硬度的煤矸对煤矸破碎粒度分布的影响。研究结果表明：杆数为6、杆形为三角杆的滚筒破碎效果最好。威布尔分布、分形分布均可表示煤矸破碎粒度的分布规律,但用分形分布表示煤矸破碎粒度的分布规律,能更好地表达煤矸破碎粒度的的分布规律,可以更好地指导生产。     

立式辊磨机对菱镁矿磨矿及浮选效果的影响

立式辊磨机是一种集中碎、粉磨、快速烘干、高效选粉等工序为一体的高效节能环保型设备,具有结构 简单紧凑、工作可靠、流程简单、占地面积小等诸多优点。 针对丹东宽甸某菱镁矿,分别进行立式辊磨机与球磨机磨 矿—浮选试验,通过对比磨矿能耗、磨耗、磨矿产品粒度特性、矿浆中 Fe3+浓度等数据,并比较了药剂制度对闭路试验 精矿指标的差异。 结果表明:立式辊磨机磨矿的能耗仅为球磨机磨矿能耗的 17%左右,立式辊磨机的磨耗约为球磨 机磨耗的 6%左右,同时立式辊磨机磨矿产品中有利于浮选的中间粒级(0. 105~ 0. 045 mm 粒级)含量要比球磨机磨矿 高 2. 39 个百分点、立式辊磨机磨矿矿浆中的 Fe³⁺浓度也仅为球磨机磨矿矿浆的 17. 86%;通过闭路试验精矿指标对比 表明,使用立式辊磨机磨矿,可有效降低油酸钠与六偏磷酸钠用量,并降低精矿中 CaO 品位,提升精矿质量。     

莱州某隐晶质菱镁矿选矿试验研究

对原矿进行矿物组成分析和化学组成分析,结果表明,该菱镁矿石的主要成分是MgO,占46.80%,主要脉石矿物为石英和白云石,属于高硅高钙型一级品菱镁矿。由于该矿石为隐晶质菱镁矿,杂质含量高且嵌布粒度极细,本试验采取"磨矿-反浮选-再磨-两次正浮选"工艺,使脉石矿物充分单体解离,达到了良好的分选效果,最终精矿MgO品位为98.82%,回收率为72.20%。     

改性三乙醇胺助磨剂对粉煤灰水泥的助磨性能

有机助磨剂是提高水泥粉磨效率,促进水泥工业节能降耗的一个重要措施,为改善传统三乙醇胺助磨剂的助磨瓶颈和成本问题,采用冰醋酸对三乙醇胺进行酯化改性,研究了改性三乙醇胺(TEA-E)助磨剂对不同配比粉煤灰水泥的助磨效果,并分析了助磨机理。结果表明:TEA-E助磨剂对粉煤灰水泥的助磨效果优于三乙醇胺,可降低粉煤灰水泥休止角3°以上,使水泥3~32μm范围的颗粒含量提高率达10%以上,起到提高粉体流动性及颗粒均匀性,优化颗粒级配等显著作用。     

天然羟基磷灰石超细粉碎试验研究

通过试验研究,利用小型搅拌磨对羟基磷灰石进行超细粉碎,选择出适合羟基磷灰石超细粉碎的分散剂蔗糖脂,研磨时间为8~12 h,并对小型搅拌磨超细粉碎的粉体进行性能表征.利用小型搅拌磨可以得到粒度分布较窄的粉体样品,d50值为0.781 μm,比表面积为19.83 m2/g.     

操作参数对立式辊磨机产品粒度分布特性的影响

利用实验室立式辊磨机对3种不同粒度级配的矿渣试样进行了粉碎试验,基于分形理论研究了粉碎后颗粒粒度分布的分形行为,结果表明,3种不同级配矿渣试样粉碎后的粒度分布具有自相似和分形特征。考察了不同操作参数(液压缸压力、电机转速和含水率)对矿渣粒度分布和分形维数的影响,结果表明,随着液压缸压力增加、电机转速降低,各矿渣试样粒度分布趋于分散分布,分形维数逐渐增大,最终趋向定值。在低压力和高转速下,初始颗粒级配对分形维数影响显著;含水率1%时粉碎效果较好,随着含水率增加,分形维数迅速降低。在实际生产中,分形维数可以粗略评价立式辊磨机的粉碎性能。     

天然羟基磷灰石超细粉碎实验研究

通过实验研究，利用小型搅拌磨对羟基磷灰石进行超细粉碎，选择出适合羟基磷灰石超细粉碎的分散剂蔗糖脂，研磨时间为8-12h，并对小型搅拌磨超细粉碎的粉体进行性能表征。利用小型搅拌磨可以得到粒度分布较窄的粉体样品，d50值为0．781μm，比表面积为19．83m^2／g。     

排土场粒度分布与干涉区的分形特征研究

运用分形统计技术手段分析了排土场的物料分异规律,并对料堆间的干涉作用进行了研究。研究表明排土场料堆粒度分布具有良好的分形结构,从底部到顶部分形维度逐渐增大,岩石粒径逐渐变细;水平方向上具有粗细交替的现象;由外向内具有粗粒含量降低,细粒含量增高的特征。受干涉作用影响,干扰区呈二重分形特征,且岩石长轴方向均向水平低角度方向靠拢。对排土场分形特征的分析为研究其变形、破坏、滑坡、泥石流、滚石等灾害提了重要的理论依据。