杆状颗粒冲击破碎过程中的尺寸变化

为研究杆状颗粒在冲击破碎过程中的尺寸变化,利用立式冲击破碎机对3种不同尺寸的杆状颗粒进行了多次破碎研究。通过筛分破碎前后杆状颗粒的结构,得到了破碎后特征尺寸与初始特征尺寸的比值与破碎次数的关系,根据得到的关系,进行理论推导得到了能表示杆状颗粒尺寸变化的破碎方程,并对破碎方程加以了验证。结果表明:(1)杆状颗粒破碎前后特征尺寸的比值DN/DN+1与初始尺寸和破碎次数有关并随初始尺寸的减小或破碎次数的增加而减小;破碎后特征尺寸与初始特征尺寸的比值DN/D0与破碎次数N的关系可用方程D_(N)/D_(0)=a+b·e^(-cN)来表示;(2)杆状颗粒冲击破碎的尺寸变化规律可用方程D_(N)=A+(D_(0)-A)e^(-cNM)来描述,方程中A为破碎达到平衡时杆状颗粒的特征尺寸值。

冲击载荷下赤铁矿动态抗压强度及破碎特性

基于连续-非连续单元方法(CDEM),通过在单元中引入线弹性模型,在虚拟界面中引入内聚力模型,实现了外加载荷下岩体损伤破裂过程的模拟.基于霍普金森杆(SHPB)实验的基本原理,建立了直径为50 mm、厚度为25 mm的赤铁矿数值试样模型.借助CDEM探讨了加载应变率为40、80、120、160、200 s-1五种工况下数值试样的动态本构曲线、动态单轴抗压强度、能耗密度、试样破裂度及特征破碎尺寸,获得了与相关SHPB实验基本一致的结果.结果表明:在单元本构及虚拟界面本构中未引入应变率效应的情况下,数值试样的动态单轴抗压强度仍然表现出较强的应变率相关性;随着加载应变率的增加,试样峰值强度按幂函数形式从277 MPa增大至310 MPa,数值试样中用于损伤破裂的能耗密度增大,且能耗密度与试样破裂度及特征破碎尺寸密切相关.

不同高应变率冲击荷载作用下混凝土试样的能量耗散分析

针对混凝土材料在冲击荷载作用下能量耗散和破碎程度关联性难确定的问题,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)完成了混凝土试块冲击试验,通过对冲击后碎块的筛分试验和应力波传播过程中应变的测试,得到了试块的能量耗散规律和破碎特征。结果表明,(1)入射应力波的加载时间约为380μs,入射能、反射能和吸收能随冲击气压的增大而增大;同一气压下,反射能最早达到平衡;(2)平均应变率越大,入射能和吸收能也越大;当平均应变率为300/s左右时,能量利用率为最低值;(3)随着入射能的增加,吸收能的增长率越来越大,当入射能达到2100 J时,吸收能近乎线性增长;(4)随冲击气压增大,试样由拉裂破坏逐渐转移为压碎破坏,且随着材料吸收能的增大,平均破碎尺寸越来越小。当吸收能大于700 J时,吸收能对试样的平均破碎尺寸减小的影响较小。

基于CDEM的岩石基坑爆破效果的数值模拟

为探讨延时时间及炮孔间距对岩石基坑爆破破碎效果的影响规律,依托大连地铁五号线虎滩公园站,建立岩体二维数值计算模型,通过连续-非连续数值模拟方法(CDEM)中的JWL爆炸模型及断裂能模型,对岩石基坑开展了爆破过程的数值模拟,并通过应力、振动速度、平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率及系统破裂度等指标进行综合分析。结果显示:模型监测点处以拉应力破坏为主导,延时35 ms时应力波叠加效果较好,引起的模型监测点峰值振速较小;随着延时的增大,岩石爆破效果逐渐变差,而当延时为25 ms时,较短的延时不利于应力波的传播和衰减导致爆破效果不佳。监测点处y方向峰值振动速度随着炮孔间距L的增大逐渐减小,岩石爆破效果逐渐改善,而过大的炮孔间距会阻碍应力叠加。炮孔间距6 m时能够有效减少大块率,爆破破碎效果最佳。改变炮孔间距相对于改变延时时间大块率降低了3.2%,系统破裂度提高了3.8%,因此,改变炮孔间距优于改变延时时间的爆破效果。

进口破碎机高效给矿装置优化设计与应用

本文叙述了进口破碎机给矿装置频繁磨损的原因和危害,分析了给矿效率低的原因,试验提出了保证破碎机给矿装置给矿筒尺寸、热处理工艺,改进材质等技术,是破碎机高效给矿的关键,是获得良好经济效益的保证。将在全国矿山推广应用。

节理特性对应力波传播及爆破效果的影响规律研究

建立节理岩体一维分析模型并进行量纲分析,探讨节理特性对应力波传播规律的影响。单节理时,应力波通过节理后出现了明显的延时和振幅衰减,但主频无明显变化;多节理时,随着节理间距及节理数量的增加,透射应力波幅值均有所降低,且节理岩体等效波速随着节理数量的增加而线性减小。采用连续–非连续单元方法(CDEM),探讨节理强度、节理刚度、节理刚度/强度、节理间距、节理倾角等参数对爆破效果的影响规律,并通过平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率、系统破裂度及等效损伤因子等指标进行综合评价。计算结果表明:爆破效果随着节理强度(刚度)的降低而逐渐变差,当节理的强度(刚度)达到岩块强度的1/1 000后,更低的节理强度(刚度)对爆破效果的影响不大;当节理强度和刚度取为岩块的1/1 000时,节理间距越密集,爆破效果越差,但节理倾角对爆破效果的影响不大。节理岩体中爆破时,爆破能量被圈闭在炮孔与附近的节理面之间,导致炮孔附近区域过于破碎,而远离炮孔的区域破碎较少;因此,爆区内节理的发育程度与爆破效果之间存在负相关关系。