预制钻孔煤样冲击倾向性及能量耗散规律

基于煤的冲击倾向性测定方法进行预制钻孔煤样单轴加载试验,研究钻孔煤样的冲击倾向性变化规律,引入破碎颗粒分形维数与新增表面积,分析钻孔煤样破碎过程中的能量耗散规律。结果表明:(1)钻孔使试样以剪切劈裂破坏形式转变为在孔洞两侧孕育、融合裂隙并在岩桥之间产生贯穿裂纹的破坏形式,同时伴随塌孔现象。随钻孔排数增多,钻孔试样呈现出应力峰前塑性损伤逐渐增大,峰值强度降低、积聚弹性能减少,峰后破坏耗时延长、耗能提升的趋势,且单轴抗压强度、冲击能量指数、弹性能量指数均逐渐降低,动态破坏时间显著升高,冲击倾向性逐渐减弱。(2)试样破碎颗粒分形维数与新增表面积具有良好的负相关性:试样破碎程度越低,分形维数越高,新增表面积越小。(3)试样应力峰前能量的输入、耗散与新增表面积无明显关系。峰后能量释放及耗散规律与破碎颗粒新增表面积变化规律一致,新增表面积越大则峰后耗能越多。受加载速率及钻孔布置影响峰后能量差值与新增表面积变化呈"U"形变化趋势。钻孔减缓了试样峰后能量释放与能量耗散速率,且二者降低幅值较为相近,单孔试样降低约17.0%,双孔试样降低约68.3%,三孔试样降低约70.8%。钻孔卸压可以降低峰前积聚的应...     

现代颗粒测定法之一的立体分析

文章指出,当测定受到破碎的岩石(认为是由一种或多种矿物的晶体所形成的物料)时结构的几何特性以及当测定破碎产品颗粒的几何特性时立体分析的有效性。给出有关岩石单位容量的平均值的一批特性以及取铜矿石的一组含铜矿物作为例子给出它们的测量结果。基于投影图上所作的测量,介绍单个颗粒的总平均曲率和表面积的数学基础。指明了颗粒的总平均曲率和其Feret直径的当量值。文章建议用凹形体的函数作为在立体分析中存在的主要量以表征颗粒大小和形状。     

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。     

破碎后微小煤颗粒分布与破碎功关系实验研究

对突出/非突出原煤在不同条件下进行破碎实验,将碎煤分筛后分析粒级分布规律及比表面积与破碎比功之间关系。实验表明:0.075 mm煤颗粒所占质量比不多,却占有相当大的表面积;突出煤0.075 mm颗粒筛上质量分布服从Gauss分布而非突出煤服从正态分布;在相同块度前提下,比表面积随能量增加而增加;当时间相同能量时,突出煤的比表面积是非突出煤的1~2倍;新增表面积随能量增加呈指数增长,增加的速率却随能量增加而减小。揭示煤材料破碎后粒径分布规律与破碎功之间关系,为煤瓦斯突出过程中能量耗散分析提供实验依据。     

关于过破碎比的计算

本文对破碎中广泛存在的过破碎现象进行分析,推导出计算过破碎比b的公式。这对破碎力、破碎功等的计算,都是有益的。一、破碎比i及其它 1。破碎比的定义把最大给矿块的边长(或半径)与破碎后最大排矿颗粒的边长之比定义为破碎比i。     

滚筒式球磨机中磨矿介质动能的测定

为了用单个颗粒破碎的理论观点说明滚筒式球磨机的磨矿机理,研究了磨机中磨矿介质的动能。并利用研究结果和磨机中颗粒破碎过程的简化模型,计算了选择参数和破裂分布参数。此外,还将计算结果与磨矿试验的结果进行了比较。动能研究的结果表明,球的充填率和提升器对球磨机的能量效率具有明显的影响。模型计算和磨矿试验的结果表明,两者彼此并不一致。作者认为,在这种情况下,摩擦破碎或表面研磨在破碎过程中占主导地位,而碰撞破碎则处于次要地位。     

功指数(Work index)在选矿生产中的应用

一、前言关于破碎能的理论,我们老早就熟知有雷廷格尔(Rittinger)法则及基克(Kick)法则。然而在1952年班德(F.C.Bond)提出的所谓第三法则之前,这些破碎能理论,很少应用于破     

颗粒粒径对采空区破碎煤体压实破碎特征影响机制

煤矿采空区垮落带一般由破碎煤岩体组成,在垮落带压实过程中,破碎煤岩体的破碎特征直接影响着垮落带的物理力学性质及孔隙渗流特征。为了研究不同粒径破碎煤样压实过程中的破碎特征及其影响机制,构建了基于曲率半径与接触应力的颗粒材料屈服准则,进行了不同粒径破碎煤样的实验室压实试验与三维数值模拟研究。颗粒破碎准则表明影响颗粒破碎的主要参数为接触颗粒尺寸和接触颗粒的材料参数。得出垮落带相同压实应力条件下,破碎煤岩体尺寸越大,破碎煤岩体之间的接触应力越小。在实验颗粒粒径范围内,加载至相同应力状态下,颗粒粒径越大越不容易破碎,根据加载前后的级配数计算获得的破碎率越小。进而提出颗粒配位数(颗粒接触数)是加载过程中粒径对破碎率影响的主要原因。拥有较少配位数的小颗粒在传递相同应力的时候具有更大的偏应力进而导致相对于多配位数颗粒更容易破碎。加载过程中的量化模拟结果表明在初始粒径颗粒全部破碎时,3种粒径颗粒(10,15以及20 mm)中数量大于100子颗粒的占比分别为6.7%,24.6%,31.5%。随着破碎煤样的加载,不同粒径煤样最大颗粒对应的配位数不断增加,使得破碎煤样能够承受的应力远超过其自身强度。在颗粒配位...     

关于第三破碎理论——裂缝假说的应用

一、破碎理论破碎理论主要有三种假说:面积假说、体积假说和裂缝假说。面积假说是雷廷格尔(P·R·Rittinger)于1867年提出的。认为破碎功耗与破碎过程中物料新生成表面的面积成正比,或内力的单元功 dA_1与物料的破断面的面积增量 ds 成正比。即 dA_1=k_1ds体积假说是1874年基尔皮切夫等提出的。认为破碎功耗与物料的变形体积成正比,或内力的单元功 dA_2与破碎物     

辊压磨粉碎铁精粉效果试验研究

在国外钢铁行业,辊压磨应用技术已基本成熟并取得广泛的应用。在国内钢铁行业,目前武钢球团厂已引进洪堡公司的辊压磨用于球团前铁精粉破碎,其性能指标能够满足铁精粉球团工艺的生产要求。为确定用于铁精粉破碎辊压磨的可行性及相关技术参数,我们对国内不同地区矿山生产的4种铁精粉进行了辊压磨试验,4种矿料分别用A、B、C、D表示。在试验中发现,原料中0.71mm以上颗粒为非铁精粉物质。因为大颗粒在比表面积测试中会产生较大的随机误差,所以比表面积测试时把大于0.71mm粒级筛除。本次试验中所有比表面积测试均采用此方法。油压在低至2MPa时…     

某型圆锥破碎机矿石颗粒群破碎特性分析

为研究某型圆锥破碎机矿石颗粒群破碎特性,结合圆锥破碎机工作原理,利用Tavares模型建立矿石颗粒群破碎模型,分析了圆锥破碎机矿石颗粒群破碎仿真的破碎特征,同时与圆锥破碎机动态破碎实验进行对比。结果表明：1)圆锥破碎机矿石颗粒群破碎过程主要分为紧密阶段、初始破碎阶段、粉碎阶段、排料阶段四个阶段;2)圆锥破碎机动态破碎后粒级分布表明,矿石颗粒群碎后粒级分布基本相同,圆锥破碎机矿石颗粒群碎后矿石颗粒粒径主要分布在10 mm以下,平均占比为67.56%,6 mm以下矿石颗粒物料含量占比不大,平均占比为17.51%;3)通过对比仿真与试验,验证了Tavares模型在圆锥破碎机破碎仿真模拟的有效性,同时标定了矿石颗粒群的Tavares模型仿真参数,为矿石颗粒的破碎仿真提供了新的思路,研究结果可为后续圆锥破碎机设计和性能测试提供参考。     

铀矿石破磨功指数计算探讨

现阶段在破磨理论、破磨设备和工艺流程方面有很大发展,破磨功指数理论日趋完善,在美国、加拿大、日本等一些国家得到应用,并取得良好的经济效果。破磨功指数理论的中心意思是:破碎物料时所需要的输入功与颗粒破碎时产生的裂缝长度成正比,对于相似形状的颗粒,裂缝的长度相当于表面积的平方根分之一,新生成的裂缝长度正比于。其基本公式如下:     

用斯奈德破碎法破碎石棉

斯奈德破碎法是利用各种振动现象破碎固体物料的方法。这一方法可以破碎孔状和非孔状的物料,如含氧化铝高的陶瓷、磨料、滑石、海棉铁、铅、锌、烧结矾土、铜、磷酸盐、铀、石棉和其它矿物。还可以破碎用作建筑骨料的岩石,破碎极硬的废陶瓷以便制成其它产品,破碎矿物精矿,以及把固体物料破碎成超细粒粉末。斯奈德破碎法的基本原理是利用矿石或固体物质抗拉强度较抗压强度弱的特点,使其在力的作用下沿着颗粒内界面或晶体界面破裂。此法比通常采用的磨矿方法更有效。它的优点是使矿物颗粒按天然的尺寸解离,可减少过粉碎现象。基本方法是:将待加工的物料加到一室内(目前试验设备可处理最大给料粒度为63.5毫米,处理152毫米物料的设备正在设计中),开始用可压缩的工作流体如中压蒸气使固体物料层成流体化。这是很关键的一     

高压电脉冲破碎改善紫金山铜矿石浸出性质的试验研究

为研究高压电脉冲破碎和机械破碎两种破碎方式对紫金山铜矿石颗粒性质和柱浸效率的影响,分别采用机械破碎和高压电脉冲破碎（充电电压分别为110 kV和135 kV）对紫金山铜矿山6.7~9.5 mm粒级铜矿 石进行破碎处理。针对不同破碎方式的产品,分别测定了颗粒的表面金属矿物暴露程度与裂缝存在情况、长径比、圆形度和矿堆饱和含水率等性质,并进行了柱浸试验。结果表明,在机械破碎产品中仅有1.6%的颗粒 表面有金属矿物暴露,有2.5%的颗粒表面上存在裂缝。而在高压电脉冲破碎产品中,这两类颗粒的占比分别上升为3.4%~3.7%和7.3%~17.2%,使得浸出液更易于接触矿石颗粒内部的金属矿物。高压电脉冲破碎产品的长 径比平均值为1.42,低于机械破碎产品的1.51,这使得浸出液在前者的产品颗粒内沿颗粒长径的渗流能力比后者高3.3%~3.5%。此外,高压电脉冲破碎产品还拥有比机械破碎产品略高的圆形度和矿堆饱和含水率,可以 轻微提高浸出液在颗粒表面和矿堆内部的流动性。对破碎产品进行柱浸试验,在浸出21 d后,高压电脉冲破碎产品的铜浸出率相比机械破碎产品提高了6.6~11.1个百分点,表明高压电脉冲破碎处理能够有效改善紫金 山铜矿石的浸出性质。     

侧限压缩下破碎矸石混合粒径非Darcy流渗透特性

房柱式及巷式矸石充填开采中,煤柱与矸石两两相隔,破碎矸石充填体处于侧限压缩状态,破碎矸石的密实程度、孔隙特征及渗透特性对于煤层瓦斯流动及地下水渗流的控制具有重要的价值。基于稳态渗透法及轴向位移控制法,利用一套自制的破碎岩体渗透试验系统,测定了破碎矸石在不同混合粒径下承压过程中的非Darcy流渗透特性,得到渗透特性(渗透率k和非Darcy流β因子)随孔隙率的变化规律。研究表明:1)雷诺数计算及孔压梯度与渗流速度关系曲线说明破碎矸石的渗透特征属于非Darcy流;2)孔隙率随着压缩位移的增加而减小,对于混合粒径试样,较小颗粒充填到较大颗粒的孔隙中,是使岩样的初始孔隙率减小的主要原因;3)在侧限压缩下,大颗粒受挤压破碎是产生0~2.5 mm粒径的原因,而渗流造成细小颗粒质量流失;4)侧限压缩下,渗透率总的趋势减小,而非Darcy流β因子增加,但在压缩过程中,渗透特性的变化趋势受颗粒粒径的影响会出现局部波折,说明破碎矸石的渗透特性与侧限压缩位移、颗粒粒径大小、压缩破碎、排列方式及孔隙结构(通道)有关。     

静载荷作用下颗粒破碎的分形统计规律研究

矿石颗粒外形的不规则、粒度的不均匀等因素致其与破碎设备的实际接触面积无法测定,导致单颗粒破碎时的实际破碎强度无法测定。为解决这一技术难点,对广西某碳酸锰矿石进行了单颗粒破碎及筛分研究,采用分形的方法,从单颗粒破碎后的分形维数入手,建立了单颗粒破碎过程中的实际抗压强度与颗粒粒径、分形维数之间的关系。结果表明：原料、返砂物料的单颗粒破碎后粒径的分形维数存在较大差异,建立了实际抗压强度与颗粒本身的单轴极限抗压强度、颗粒粒径、分形维数之间的函数关系式,利用统计规律有效地解决了工程颗粒实际破碎强度的计算问题。     

高压水射流辅助破碎煤和矿石

在美国密苏里Rolla大学高压实验室进行的研究表明高压水射流能够用来采掘煤和矿石、切割材料，也能用于破碎煤和矿石。如果将目前普遍应用的压力破碎原理转变为另一种原理，即颗粒在内部水射流压力作用下，通过使其内部原来存在的裂缝或裂纹的拉伸扩展而实现颗粒破裂，那么在破碎方面就会取得新的进展。我们在一些试验中对这一想法进行了研究。试验包括在有或没有压力载荷的情况下将不同的水射流作用于煤和岩石样品上。     

基于CT扫描的饱和破碎灰岩侧限压缩下微观结构演化特征

为探求破碎岩体在压实过程中微观结构的演化规律,对饱和破碎灰岩进行侧向受限压缩试验,进行了试样内部微观结构形态的显微CT扫描;定量描述了压实过程中灰岩颗粒的破碎程度,分析了孔隙度与颗粒平均粒径之间的关系;基于图像处理技术,定量分析了颗粒表面形貌的演化规律。试验结果表明：在饱和破碎灰岩压实过程中,颗粒破碎现象普遍存在,试样内部孔隙被压缩或充填,孔隙间连通性变弱。颗粒的初始配比影响试样孔隙度,相同轴向应力下,随着Talbot指数的增大,试样孔隙度单调增大。孔隙度与颗粒平均粒径之间满足线性关系,孔隙度的变化可以作为描述颗粒破碎程度的一个有效参量。随着轴向应力的增大,颗粒的圆形度单调减小,颗粒表面形貌越来越规则,圆形度与轴向应力之间满足指数关系。该研究有助于深入了解破碎岩体的变形机制。     

燃煤过程中孔隙结构变化对煤焦破碎的影响

煤的脱挥发分过程和焦炭的燃烧都会导致颗粒的破碎,破碎对燃烧特性以及污染物的排放(如煤粉的燃烬时间、飞灰粒径分布等)有很大的影响。孔隙结构的变化尤其是大孔隙率的变化是导致破碎发生的主要原因之一。本文主要运用逾渗理论计算了破碎发生时的临界孔隙率,并讨论了反应温度、初始孔隙率、粒子导热率等条件对孔隙率变化(即破碎发生)的影响。结果表明温度升高,破碎越容易发生;一般破碎发生在颗粒的中心处;反应气体与炭粒热导率比值越大,大孔隙率越易达到临界值,破碎发生机率增大。     

双齿辊破碎机综合破碎性能研究

利用离散单元法(DEM)对双齿辊式破碎机破碎不同形状颗粒的过程进行了数值模拟。仿真过程中,进行颗粒替换,颗粒粘接,模拟不同双辊齿参数(辊齿倾角、辊齿排数与转速)下破碎情况。通过DEM计算出双齿辊式破碎机所承受载荷,然后与有限元法(FEM)耦合计算得出双齿辊破碎机的变形量。计算其破碎率,定义综合破碎指标,设置单因素试验及正交试验,建立双齿辊的参数与破碎率,变形量与综合破碎指标之间的关系,对参数进行显著性分析。