煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的分形行为

为揭示煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的内在机理,以冲击破碎概率分形模型为基础,对3个矿区的矸石颗粒进行冲击破碎实验,并与相同矿区内煤颗粒的冲击破碎实验结果进行比较。研究结果表明：粒度在50-100 mm内的矸石颗粒冲击破碎概率与冲击速度在对数坐标中呈线性关系,符合其分形模型;对同一矿区,由于煤和矸石颗粒的来源和物理机械性质不同,矸石颗粒的分形维数和破碎常数均小于煤颗粒的分形维数和破碎常数;在相同冲击速度下,矸石颗粒的冲击破碎概率小于煤颗粒的冲击破碎概率,并且存在最优冲击速度使二者的冲击破碎概率差值最大。

喂给式破碎机物料破碎概率计算模型研究

结合喂给式破碎机的结构特点及工作原理,在充分考虑影响该破碎机破碎概率计算参数的基础上,通过研究喂给式破碎机的破碎过程,建立了喂给式破碎机破碎概率的计算模型及计算方法.结合霍林河煤业集团公司使用的喂给式破碎机进行了实例研究,表明该计算模型的可行性和实用性,从而可优化该破碎机的结构参数.

基于空心球破碎概率的双梯度钻井井筒压力预测

为了研究注空心球双梯度钻井过程中空心球破碎对井筒压力分布的影响,首先,利用分形强度理论与碰撞动力学,建立了空心球在钻井循环过程中的碰撞破碎概率模型,研究了在钻柱内、分离器内部、分离口及环空中的破碎概率分布规律;然后,利用双梯度钻井室内模拟实验系统,研究了过滤分离器在不同排量及空心球注入体积分数时的分离效率;最后,结合碰撞破碎概率模型与分离效率,建立了空心球破碎条件下的深水双梯度钻井井筒压力预测模型,结合钻井数据进行了数值计算和敏感性分析,同时利用室内实验对井筒压力预测模型进行了验证。结果表明:随着排量增加,空心球破碎概率逐渐增加,在分离器内及分离口处破碎概率较大;空心球的破碎概率、破碎数量及分离器位置等都会对井筒压力及钻井液密度产生显著影响。该研究可提高井筒压力预测的精度,降低因空心球破碎导致的钻井风险。

基于分形统计强度理论的煤颗粒冲击破碎概率研究

基于分形统计强度理论对煤颗粒的冲击破碎概率进行研究.以Hertz接触假设为基础,得到煤颗粒冲击破碎概率与最大接触压应力之间的函数关系,并结合碰撞动力学理论,建立了冲击破碎概率的分形模型.对不同矿区工作面的煤颗粒进行冲击破碎试验,统计分析表明:分形模型可以对煤颗粒的冲击破碎概率进行很好的描述,冲击破碎概率与冲击速度在对数坐标中为线性关系.通过试验确定分形模型的分形维数和破碎常数,可以得到不同冲击速度下煤颗粒的冲击破碎概率以及煤颗粒全部破碎需要的冲击速度,为冲击破碎效果评价以及冲击速度的确定提供了理论指导.

基于分形理论的堆石料颗粒破碎极限和概率研究

为了研究具有分形级配的堆石料颗粒破碎规律与初始分形维数和围压的关系,采用粗粒土大型三轴试验仪,针对不同初始级配的缩尺堆石料,展开不同围压下的颗粒破碎试验,通过计算颗粒破碎前后分形维数的变化,建立围压与颗粒分形维数D的关系式,对现有的颗粒破碎度指标Br的上限值进行修正,利用分形颗粒集合体的概念对颗粒破碎概率进行计算。研究结果表明,堆石料的初始分形维数D0影响其应力应变特征;堆石料颗粒破碎存在极限值,分形维数和破碎度指标与破碎前后分形维数和围压相关;颗粒集合体可以用来计算分形级配堆石料分形维数变化规律,颗粒集合体中颗粒破碎概率与粒径无关,不同粒径颗粒具有相同的破碎概率,随着围压增加破碎概率增加,且存在上下限值,破碎概率与初始分形维数D0相关。

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。

离散颗粒多尺度分级模型与破碎模拟

在所建议传统离散颗粒模型基础上引入了多尺度分级模型,定义了不同尺度的基本颗粒和颗粒簇模拟颗粒破碎现象.在统计断裂力学W e ibu ll分布公式基础上利用名义应力给出了多尺度分级模型意义下颗粒破碎概率;结合颗粒簇的解簇模型建议了一个可模拟颗粒破碎的多尺度分级离散颗粒模型.数值例题初步显示了所建议模型模拟颗粒破碎现象的有效性.并利用所提出的名义有效应变和名义体积应变显示了颗粒破碎过程对颗粒材料结构物变形的影响.

用摄影测量方法研究岩体破碎区域分布规律

岩体完整性是影响岩体稳定性和力学性能的重要因素,在工程勘察中,对岩体完整性影响最大因素,即岩体破碎区域的统计、描述、分析和评价是一项必不可少的内容。在摄影测量原理的基础上,利用图像处理和分析的方法进行了破碎区域的提取、划分和进一步分析。利用传统的方法对图像进行前期处理,然后提出"破碎概率"的概念并根据该值对图像进行滤波处理,剔除干扰数据,在此基础上提出用人工方法进行区域划分,采用最小二乘法得出破碎区域的等效倾角、长度和宽度,最后通过工程应用验证了该方法的可行性并提出了其存在的不足和需要改进的地方。

磨矿过程中的破碎统计力学分析

矿石的破碎,不仅其破坏强度具有统计现象,而且其破坏后的产品粒度也具有统计规律。在磨碎过程中,矿粒破碎发生的概率事件取决于钢球碰到矿粒的概率及钢球与矿粒碰撞后发生破碎的概率。仿照统计力学研究的科学方法,推导了单一球径球组和混合球径球组破碎的统计力学公式,其最大破碎事件量所对应的球径或配比可作为最佳球径或最佳配比的依据。

单一粒径组颗粒材料破碎规律及破碎极限研究

岩土材料颗粒破碎演化规律是颗粒破碎过程复杂性的集中体现,对单一粒径组颗粒材料破碎规律的研究是进行多粒径组颗粒材料破碎规律的基础。从概率统计角度入手,先对前期研究中所提出的描述单一粒径组颗粒材料破碎规律的3个参数-破碎概率p、破碎状态参数a、b的演化规律进行了研究。通过对3组不同类型(不同试验材料、试验类型)的试验数据的研究,发现随着破碎的发展3个参数趋于定值,表明破碎极限的存在。基于上述研究,最后提出了计算单一粒径组颗粒材料破碎极限的方法,分别得到了3组试样的最终分形维数分别为2.3、2.34、2.28。

离散单元法在单颗粒物料单向压缩下的能耗研究

采用拟水平均匀设计方法,建立压板冲击速度、齿板厚度及上下两齿间水平距离三个因素的试验方案。结合离散元分析软件EDEM对单颗粒物料在单向压缩状态下的能耗及破碎概率进行数值模拟,并使用MATLAB对数值模拟结果进行回归分析,得到各因素对能耗及破碎概率的影响次序,为破碎机能耗计算提供依据。

物料粉碎分形行为的研究

运用分形理论推导出了强度与缺陷分布分数维之间的关系，建立了粉碎颗粒粒度分布模型，找出了分数维、分布指数与破碎概率之间的关系，用颗粒表面分数维Ｄｓ将３种功耗理论统一起来。

机械球磨工艺制备超细粒径分散染料的研究

从分散染料的团聚和破碎机理出发，建立了团聚体破碎概率的数学公式，并据此优化了工艺参数。当染料固含量为30％，染料、分散剂=1：0．6-0．8（重量比），染料：介质=1：20（重量比），溶剂为乙二醇，复合分散剂为MF粉／Reax-85A=1：2（重量比），研磨介质：1mm氧化锆球珠，球磨时间为10～12小时，得到了均匀稳定的染料液体，平均粒径为138nm，90％的粒径小于186nm。

油气钻井中上返岩屑的分形分析

上返岩屑是钻头破岩的产物,是油气井岩石破碎机理研究的重要部分,是油气钻井中岩石破碎程度的重要信息。充分利用这种上返岩屑的信息,应用分形几何理论,从等破碎概率角度研究了上返岩屑分布规律问题,从而建立了等概率条件下上返岩屑的破碎规律描述模型。该模型将岩石的破碎概率、粒度分形维数和破碎基数紧密联系起来。以等概率破碎模型为基础进行室内实验,结果显示上返岩屑粒度分布规律良好,统计计算的分形维数的相关性系数达到了0.96以上,钻井岩屑粒度分形维数分布在2.2～2.6之间,岩石的破碎概率分布在0.3～0.7之间,且深井砂岩破碎体分形维数大于泥岩与页岩,为进一步应用分形几何研究岩石破碎规律奠定了基础。

高压料层粉碎理论研究

料层粉碎的载荷位移曲线可以用方程式:"P/Pm=(a/am)n来描述.曲线形状系数n值的范围为1<n≤6,n=(d、Nb/Ib、Pc、V).破碎概率随载荷的增加而增加,但是增加的速率逐渐降低.当载荷达到一定值后,破碎概率便达到一个饱和值.对应于最小比能耗有一个最佳给料量,一般最佳料层数为6～10层.此外,对比了0.02mm/s和10mm/s两种载荷速度条件下,加载速度对破碎行为的影响。结果表明,高压料层粉碎宜采用缓慢挤压,这样有利于高能输入和吸收.

钻井岩屑分形分析的现场应用研究

岩屑是反映地层资料的重要依据,在实验条件下岩石的可钻性与岩屑的分形维数存在明显的相关性,但现场岩屑的几何特征及粒度分布受到钻进过程中多因素的综合影响,不同条件下获得的岩屑粒度分布规律不同。因此采用分形理论对不同工程及地质条件的岩屑进行分析,总结各因素对岩屑分形规律的影响及其影响程度。结果表明:岩屑粒径分布具有良好的分形特征;现场岩屑分形维数是对井下各种因素的综合表现,比较符合实钻情况;等破碎概率Pc是判断钻进效率的参数之一,可通过调整钻进参数降低Pc值,提高机械钻速。

白浪覆盖率模式中参量的研究

在波面位移为正态过程的假定下,推导出一种以平均周期和风速为参量的白浪覆盖率公式W=1-Φ〔5.11094〔T/U10〕0.7576〕。依据摩擦风速和U10的表达式,进一步推导出白浪覆盖率依赖于摩擦风速的形式W=1-Φ〔0.5227〔T/U*〕0.7576〕。考虑到在实际应用中,经常需要用波龄描述波浪的状态,将白浪覆盖率表示成一种形式简单的波龄的函数W=1-Φ(3.6496ξ0.7576),与Monahan等的海上测量数据符合良好。

提高熔剂制备系统产能的生产实践

熔剂配比的提高对熔剂制备系统产能提出了新的要求,从原料粒度、生产准备、振动筛有效面积、破碎机等几方面着手分析,通过优化料场布置、重新设计振动筛、采用组合式锤头等几方面提高了破碎效果、成品收得率,进而提高熔剂制备产能。

胶带输送机在使用中存在的问题及解决办法

胶带输送机是一种常见的运输机械，主要是用于传送连续散状的物料。由于其运输过程中破碎概率小、环境污染小等原因，在各大行业都有广泛应用。随着自动化与机械化程度的加深，胶带输送机逐步成为了煤矿生产中一种必要的机械设备。

多碎少磨的理论依据及应用实践

从功耗学说、破碎概率及碎矿粒度上阐明多碎少磨的理论依据。研究结果显示,破碎的能耗远小于磨矿的能耗,且破碎的概率又远大于磨矿的破碎概率,可以降低碎矿粒度,提高生产能力,改善磨矿效果,因而实行多碎少磨较为合理。在实际应用中,随着碎矿粒度的减小,磨机生产能力提高了52.82%,电耗下降36.34%,球耗降低12.70%,增产降耗效果显著。