冲击旋转工具岩石破碎机理分析

岩石破碎机理研究旨在揭示岩石破碎的物理过程,建立岩石破碎过程的功能转化关系,用于预测破碎效果(钻速),指导破碎机具设计。尽管近百年来人们对岩石破碎的物理过程从不同的侧面进行了力学分析,取得了一些理论结果,但这些理论成果尚难于在工程实际得到较好的应用。岩石破碎有各种方式,破碎机理和其破碎方式密切相关,本文主要阐述与破碎密切相关的岩石破碎机理。

掘进巷道顶板破碎机理及控制技术

前和煤矿3110回风顺槽掘进期间,受地质构造以及邻近采空区影响,巷道掘进至475 m处时,顶板及采空区侧巷帮破碎严重,采用传统注浆加固的效果相对较差,导致巷道成型效果差、掘进效率低、永久支护失效率高等。因此,文章在分析巷道围岩的破碎机理后,根据支护现状,对巷道破碎区采用双向增压加固装置进行了围岩支护。通过现场实际应用效果来看,支护优化后巷道围岩破碎现象得到了明显控制,顶板下沉量控制在0.17 m以下,巷道掘进速度提高至6.5 m/d,取得了显著应用成效。

工作面尾端三角煤柱破碎机理及支护技术研究

为了解决长平煤矿5308工作面回采期间尾端头三角煤柱破碎、垮落严重,导致工作面出现了三角煤柱区悬顶面积大、支架载荷大等技术难题,根据回采现状分析了三角煤柱破碎机理,对三角煤柱破碎区提出了“注浆加固+深孔卸压+水力膨胀锚杆”联合支护技术。实际应用效果表明:实施联合支护技术后,工作面尾端三角煤柱垮落现象得到了明显控制,顶板悬顶面积减小至0.4 m^(2),回风顺槽顶板下沉量减小至0.17 m,三角煤柱垮落长度减小至0.7 m,有力保障了工作面的安全高效回采,取得了显著的应用成效。

应力叠加区回采巷道围岩破碎机理及支护技术研究

王坪煤矿8306工作面回采至460~500 m区段时,因受应力叠加破坏影响,回风顺槽煤柱侧巷帮出现严重破碎、垮落现象,导致巷道围岩变形量大,工作面尾端头支架移架困难、支架载荷变大。基于此,王坪煤矿分析了围岩破碎机理,并提出了“柔性卸压注浆支护+水力膨胀锚杆+L型钢棚”联合支护技术。现场实际应用效果表明,采取联合支护技术后,控制了回风顺槽应力区巷帮垮落现象,两帮收敛量减小至0.27 m,顶底板移近量减小至0.38 m。

下山巷道围岩破碎机理及支护技术研究与应用

基于同安煤矿4#煤层行人大巷下山掘进至290 m处时顶板破碎严重,从煤层赋存、施工工艺、支护技术、集中应力等方面分析了围岩破碎机理,对破碎区提出了“注浆锚杆+桁架锚索+密集联锁U_(29)型棚”联合支护技术。现场实际应用效果表明,联合支护技术有效地控制了围岩破碎,顶板下沉量由原来的0.37 m降低至0.11 m,两帮收敛量由原来的0.57 m降低至0.24 m,取得了显著的应用成效。

综采工作面超前应力区围岩破碎机理及控制技术

由于挖金湾矿8107工作面回采期间受多重集中应力、煤层赋存、支护技术等影响,在工作面回采至450 m处时回风顺槽超前应力区出现严重破碎现象。为解决该问题,分析超前应力区围岩破碎机理,提出在超前应力区采用“深孔卸压+液压伸缩棚+水力膨胀锚杆”联合支护技术。现场应用效果,顶板下沉量控制在0.17 m以下,底鼓量控制在0.32 m以下,两帮收敛量控制在0.35 m以下,有效控制了应力区围岩变形现象,大大提高了应力区巷道围岩成型效果,保证了工作面安全高效回采。

回采面端面破碎机理及控制技术

针对韩家洼煤403工作面在回采过程中因端面顶板严重破碎而导致端面距加大、煤壁片帮严重、支架在破碎区初撑力及工作阻力不足等问题,分析了工作面端面顶板破碎原因,并根据回采现状,对破碎顶板采取“注浆+撞楔超支护”联合支护技术。实际应用表明,采取联合支护技术后,工作面顶板破碎现象得到了明显改善,取得了显著的应用效果。

采矿工程中的爆破技术和矿石破碎机理分析

爆破技术在采矿工程中起着至关重要的作用,能够高效地破碎矿石并提高生产效率。本文通过探讨爆破技术和矿石破碎机理的相关内容,旨在深入了解它们在采矿工程中的应用及相互关系。首先介绍了爆破技术的概述和原理,包括爆破设计与规划、炸药和引爆系统的选择,以及安全措施和环境保护。其次,探讨了矿石破碎机理的基本原理,包括破碎机的分类和工作原理,以及矿石破碎过程的影响因素,如材料特性和物理性质、破碎机参数和操作条件等。然后,分析了爆破技术与矿石破碎机理的关联,包括爆破参数对矿石破碎的影响,爆破与破碎机的配合与优化,以及它们的发展趋势。最后,总结了研究的重点,并提出未来的研究方向。

岩石破碎机理的微差爆破最佳延时控制

为探究微差爆破最佳的孔间起爆延期时间,从岩石破碎机理出发,将应力波和爆生气体能量综合作用方式作为研究载体,结合波动学理论、热力学理论以及断裂力学理论,推导出应力波和爆生气体作用下的运动和动力学方程、破坏范围、作用时间和传播速度的数学公式.在此基础上,运用推导出的物理参数对哈努卡耶夫提出的延时控制半经验公式进行修正,得出了微差爆破延期时间选取的理论模型.最后,结合某露天矿进行不同段别高精度澳瑞凯雷管组合的微差爆破实验,结果显示此次试验爆破后效果最佳延期时间为25 ms,而将该地质条件的力学参数代入推导得出的最佳延期理论模型,得出延期时间为24 ms左右,说明该理论模型与本次实验结果较为吻合.

含夹矸特厚煤层综放工作面顶煤破碎机理分析

为了解决含夹矸特厚煤层综放开采当中顶煤冒放性差、采出率低的问题,运用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,分析了夹矸层位、夹矸厚度对悬臂梁破断的力学作用机理,数值模拟比较分析了不同夹矸层位、不同夹矸厚度对顶煤及夹矸自身破碎机理及冒放性的影响规律,在此基础上提出相应的技术解决措施。现场应用结果表明:同煤集团金庄矿8203工作面夹矸最大破断距可达6.5 m,中位夹矸、厚层夹矸对顶煤冒放性影响最大,深孔预裂爆破、双轮间隔放煤等措施可有效提高顶煤冒放性,提高顶煤采出率。

牙轮钻头的岩屑破碎机理及可钻性的分形法

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出快捷、精确的判断。利用分形几何理论,研究了钻井过程中牙轮钻头的破岩机理以及岩屑的等破碎概率问题;依据Bond裂纹学说,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,并建立了岩石可钻性极值和岩屑分形维数的关系模型。室内实验表明:微钻头岩石可钻性级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。经现场检验,分形法确定岩石可钻性级值具有较高的精度。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。

横向气流中液体射流袋式破碎机理

采用高速摄像仪对横向气流场中的液体圆形射流袋式破碎过程进行了实验研究。实验所用喷嘴孔径为1.0mm,实验工质采用水。Wea范围覆盖11～23,液/气动量通量比q覆盖11～95。实验中观察了袋的形成及破碎过程。实验发现,袋的触发长度lonset/d与无量纲数In(q/Re)存在线性关系,而袋的触发时间则为常数;对袋式结构的进一步研究得出袋的破碎长度与液体射流速度无关,只与We数有关,且成线性关系,即破碎长度随着We数的增加线性减小。最后还给出了核心射流破碎位置与液/气动量通量比q的关系,无量纲化破碎位置横坐标为常数,而无量化破碎位置纵坐标随着In(q)线性增加。以上结果可以指导实际设计合理安排袋的触发、破碎点位置,改善雾化性能;在数值模拟上能帮助构建精确的初始雾化模型,提高模拟精度。

高海水围压条件下多金属硫化物的破碎机理

为研究高海水围压条件下截齿在切削海底块状多金属硫化物(SMS)过程中的破碎机理,考虑海底块状硫化物高孔隙率、非线性的特点,选择Holmquist-Johnson-Cook(HJC)材料本构模型,基于Lagrangian有限单元法,利用LS-DYNA仿真软件建立截齿切削破碎海底块状多金属硫化物的仿真模型,模拟无海水围压下和高海水围压下海底块状多金属硫化物的切削破碎过程。研究结果表明:在高海水围压作用下,海底块状多金属硫化物的强度明显提高,断裂模式主要是脆性失效向塑性失效转变;海水黏着力和高围压作用使得切屑更难从矿体基岩剥离,截齿受到的阻力明显增大。

截割力信号中的岩石破碎机理信息

近年来在非线性科学领域迅速发展起来的混沌理论及分形几何学,给处理诸如岩石破碎这类貌似无规现象以新的启示。本文将截割力信号视为某一确定性的非线性耗散动力系统中的一个分量,应用时间延迟方法重建相空间,反演系统动态,描绘出破碎强度奇怪吸引子的低维相型。通过各维拓展相空间中的标度变换数值实验,探明奇怪吸引子为一分形集,其相关维数可以作为岩石破碎机理变化的灵敏度量。最后,就高压水射流与机械刀具结合破岩中水楔作用的识别问题,用相关维数进行了讨论。

金刚石框架锯锯切研究(2)──锯切破碎机理

在对金刚石框架锯锯切加工动力学研究的基础上 ,通过单颗粒划痕和单个金刚石结块切削大理石试验 ,模拟金刚石框架锯锯切过程中 ,金刚石颗粒和结块在不同加工条件下的切削过程 ;测量分析了切削力、表面沟槽轮廓和有效切削磨粒数 ;观察并分析了加工表面形貌 ;运用岩石脆性断裂力学理论 ,分析了单颗粒金刚石切削机理。通过金刚石框架锯锯切加工大理石的切屑粒度分布分析 ,指出了实际加工切削条件对锯切破碎机理的影响。研究结果证实了金刚石框架锯锯切加工动力学研究的一些基本结论 ,最后提出了金刚石框架锯锯切大理石破碎机理模型。

亚微米碳化硅超细粉体的制备及破碎机理探讨

通过试验确定了一条使用搅拌球磨机粉碎碳化硅,使被加工物料一次达85%～95%的颗粒小于1μm的工艺路线,粉体质量达到国外同类产品水平。分析讨论了碳化硅的粉碎机理并对研磨粉碎曲线进行回归方程分析,得出两条曲线的回归方程,理论计算曲线与试验曲线吻合度很好。并探讨影响函数关系方程的因素,为实际生产提供了理论依据。

液体射流在旋转气体中分裂破碎机理研究

研究了旋转气流中空心柱液体射流的流动参数、喷嘴几何因素在液膜分裂破碎过程中的不稳定性作用.结果表明:液膜的分裂破碎主要是由表面张力引起的;液体Reynolds数在整个射流过程中起不稳定性的作用;在旋转气流中,内部气动力及内部旋转强度的变化,对液体射流的不稳定性没有影响,而外部气动力及外部旋转强度在液体射流的破碎过程中起着稳定性的作用;在旋转气流中,射流内半径与液膜厚度比起稳定性的作用.

宽孔距爆破破碎机理的研究

通过分析爆破试验结果，建立了以成梁假设为基础的宽孔距爆破破碎机理模型。提出了以孔间裂缝扩展速度Ｖｐ和裂缝扩宽速度Ｖｓ表达的岩石破坏准则。

高燃速推进剂工作过程中装药破碎机理的研究

通过对高燃速推进剂毛刷式装药结构进行流场分析计算，认为药管内外压差的存在是装药高温破碎的原因，并讨论了消除药管内外压差的设计方法。实验结果证实际理论分析的正确性。

鼠笼式破碎机破碎机理浅析

鼠笼式破碎机广泛应用于盐化生产行业中,文章试图通过对该类型破碎机的破碎过程、破碎方式、击棍研究以及排料速度的影响方式的分析,对其破碎机理进行初步研究,对制盐行业粉碎设备的设计、选择和应用有一定的帮助作用。