基于火星车牵引性能的石块粒径划分研究

针对简化火星车刚轮与球形石块在混合地形上接触的动力学求解问题,提出了一种基于火星车牵引性能的石块粒径划分模型。石块-软土混合地形上,石块受载沉陷,其运动状态会影响火星车刚轮的牵引性能。依据石块对刚轮牵引性能的影响效果不同,将石块划分为3种类型。根据Bekker承压模型计算刚轮静沉陷,提出刚轮滑动沉陷计算公式和石块沉陷计算公式,根据石块和刚轮沉陷量确定石块类型。最后将滑转率为0.2,0.5,0.7时的3种石块分别代入单轮仿真平台和土槽实验平台进行仿真和实验。结果显示:混合地形上,3种滑转率下的固定石块的仿真和实验结果误差小于5.4%,可移动石块的仿真和实验结果中的挂钩牵引力误差超过126%,散布小石块仿真和实验结果误差小于2%,验证了石块粒径划分模型的有效性。

废石尾砂混合料浆流变特性及充填采场流动性试验

为了在金川充填采矿中实现废弃物资源化利用,开展了废石和尾砂两种骨料的混合充填料浆流变特性以及在采场中的流动性研究.首先基于现场取样进行废石和尾砂两种骨料的粒径级配分析,获得了满足充填骨料级配的废石与尾砂的质量比分别是6∶4和5∶5.然后针对这两种混合充填料,进行高浓度充填料浆坍落度试验.结果表明,两种混合充填料浆的坍落度大于20cm,满足金川矿山充填料浆泵送输件的要求;其质量分数在78%以上时属于高流态料浆,但废石与尾砂质量比为6∶4的混合充填料浆的流动性略优于质量比为5∶5的.通过混合充填料浆环管试验,确定了废石与尾砂质量比为6∶4、管径为130mm和质量分数为78%的混合充填料浆为合理管输参数.最后根据充填采场现场调查和强度分析,发现废石与尾砂质量比为6∶4和5∶5的混合充填料浆在采场中流动的坡面角分别为0.55°~1.19°和0.38°~1.26°,但料浆在下料点存在不明显的"锥堆"现象.采场中胶结充填体强度呈现"下高上低"现象,说明废石尾砂混合充填料浆仍存在轻度的沉淀离析.

约束型压缩条件下破碎煤岩体的承载特性

为研究破碎煤岩体的承载特性,对不同粒径和不同煤岩混合比破碎岩石试样分别进行约束型压缩试验,结果表明:在承压过程中,块体粒径和煤块占比与应力增长速率呈负相关,与最大应变值和承压持续时间呈正相关。空隙率和压实度均随应力增长而下降,最终趋于平稳,二者的降幅与粒径大小、煤块占比均呈负相关性。破碎煤岩体压缩后具有分形特征,分形维数与压缩后的原始粒径块体质量占比之间呈良好的线性衰减关系,可用来表征岩块承压后的碎裂程度。随着块体粒径增大,分形维数值在2.26~2.50范围内依次增加,大粒径试样承压后的碎裂程度更严重;随着煤块占比增加,分形维数呈先减后增的趋势,其值在2.31~2.58之间,表明不同煤岩比试样的碎裂活动先减弱后增强。

不同粒径胶结类岩石材料损伤模型研究

为研究岩石损伤特性与矿物颗粒之间的关系,对三种不同粒径石英砂组成的类岩石材料进行单轴压缩试验,分析类岩石材料力学特性;基于等价应变原理,建立不同粒径类岩石材料损伤本构方程,分析各粒径类岩石材料破裂过程损伤演化特性。研究结果表明:理论损伤本构方程和试验结果基本吻合。在0.1~1 mm粒径范围内,类岩石材料的单轴抗压强度、峰值变形比能与其内部粒径大小组成具有一定的关系:粒径越大,单轴抗压强度和峰值变形比能越小;试样在单轴压缩过程中,粒径越大,峰值应力前损伤值越大,峰值应力后粒径越小,损伤值增长越快,破坏越突然。

采矿废石—尾砂混合骨料在下向分层进路胶结充填采矿中应用的试验研究

为了降低金川矿山充填采矿成本,针对下向分层进路胶结充填采矿法,开展了废石—尾砂混合骨料现场工业充填试验。对废石和尾砂进行了粒度分析与级配研究,选取合适的废石—尾砂配比混合骨料开展现场工业充填试验研究。结果表明:-16 mm废石粗骨料和选矿尾砂细骨料的配比在5∶5~7∶3范围内,此时混合骨料的堆积密实度达到或接近于最大;对于废石与尾砂配比为6∶4和5∶5的混合骨料,当水泥添加量为260 kg/m^(3)时,2种配比的混合骨料的胶结充填体强度均满足金川矿山充填法采矿的胶结体强度要求;采用一段搅拌时废石—尾砂混合骨料充填料浆搅拌不均匀,水泥和尾砂存在结团现象,导致胶结充填体均质性较差,整体稳定性较低,因此,废石—尾砂混合骨料的充填料浆需要采取二段活化搅拌来提高胶结充填体整体质量;对混合骨料充填料浆配比的精确控制,是影响胶结充填体强度和整体稳定性的重要因素。

利用岩粉防治遗煤自燃可行性研究

为探讨用岩粉防治遗煤自燃的可行性,用理论与试验相结合的方法,研究混有岩粉的遗煤自燃过程。首先,由理论分析可知,岩粉的混入主要对遗煤自燃起阻止作用;将试验分成3组,观测各试验煤样的氧化升温过程。试验结果表明,混入岩粉的量及粒径对遗煤自燃过程有较大影响;当岩粉量大于临界岩粉量时,岩粉的混入能抑制遗煤自燃;当岩煤比达到1∶1及以上时,遗煤基本失去自燃的危险;当混入岩粉粒径大于临界粒径、接近峰值粒径时,混入岩粉对遗煤自燃的防治效率最高。在合理的岩粉量及粒径条件下,用岩粉防治遗煤自燃理论上是可行的。

矿石粒度与矿浆浓度对混合菌溶解低品位磷矿粉的影响

研究了不同矿石粒度和矿浆浓度下,来源于根际土壤的混合菌对两种低品位磷矿粉的溶解作用。结果表明,该混合菌能有效溶解低品位磷矿粉,并释放出其中的可溶性磷。当矿石粒度和矿浆浓度分别为150μm和1%时,混合菌对两种低品位磷矿粉的溶解效果最好。相同反应条件下,矿物组分不同,混合菌对磷矿粉的溶解效果不一样。相关性分析结果表明,培养液中混合菌的生物量与溶磷量之间呈较强正相关,而p H值和溶磷量之间呈一般负相关。

粗颗粒土级配混合法缩尺后力学性质变化规律研究

为了研究粗颗粒土经混合法缩尺后最大粒径对强度和变形的影响,对某堆石坝堆石料级配采用混合法进行缩尺,级配缩尺后的试验替代料根据最大粒径的不同分为4组。在大型三轴仪上进行了试验替代料的常规各向等压固结的三轴排水剪试验,研究了强度和变形的缩尺效应。试验结果表明:峰值偏应力随着最大粒径的增大而增大;初始弹性模量随着最大粒径的增大而增大;内摩擦角的变化规律为先减小后增大;在一定范围内,邓肯模型参数K随着最大粒径的增大而增大,模量数n随着最大粒径的增大而减小,最大粒径与K和n近似于线性关系。

硬岩掘进用混晶结构硬质合金制备新工艺及应用研究

以传统均匀结构硬质合金混合料为原料制备新型混晶结构硬质合金,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏硬度计和电子万能试验机等检测分析手段,研究不同晶粒度WC组合、球磨时间与合金成分对混晶结构硬质合金组织结构及力学性能以及使用寿命的影响。试验结果表明:与传统均匀结构硬质合金相比,新型混晶结构硬质合金具有更高的硬度,同时还保持同一水平的断裂韧性,其硬度为1420 HV3、断裂韧性为20.47 MPa·m^(1/2)。通过掘进应用测试,新型混晶结构硬质合金球齿在岩层坚固性系数f16的岩层中掘进3 m×11 m,未出现碎齿、断齿情况,相对传统合金使用寿命更长。

超大粒径块石间距对其间土石混填料压实影响研究

针对超大粒径块石间距与其间土石混填料压实度之间的关系问题,采用室内试验和数值模拟的手段,分别对不同间距下土石混填料的压实度和夯击沉降量等数值进行分析。结果表明,超大粒径块石间距大于夯锤直径时其间土石混填料在标准夯实下压实度可以得到保证,为实际工程提供了指导。

油炸膨化休闲食品专用玉米粉的研究与开发

通过对玉米粉原料进行双螺杆挤压及油炸处理制成休闲膨化食品进行分析,评价了玉米粉的水分、灰分、蛋白质、黏度、粒度及油脂含量等指标对产品品质的影响,建立了玉米粉质量指标与产品感官特性的关联性及变化规律。结果表明,当玉米粉原料的水分含量在12%~14%、灰分≤1.0、蛋白质含量在6.0%~7.0%、峰值黏度在2200~2600 cp、粒度处在91~150目占比超过50%、油脂含量2.4%~2.9%时生产出的油炸膨化玉米片产品颜色金黄色,有浓厚的玉米香味,表面平整、空隙均匀、口感酥脆、化口性好。

小麦副产品单独与混合微粉碎及其回添全麦粉品质的比较研究

采用超微粉碎机对小麦副产品(麸皮、细麸、胚芽)进行单独和混合微粉碎,通过激光粒度仪测定调控分别得到粒度为80目、100目、120目、160目、200目的细粉,比较2种粉碎方式的微粉碎能力,并将2种粉碎方式得到的细粉按原比例回添至面粉中,比较2种粉碎方式得到的回添全麦粉的品质特性。结果表明:单独微粉碎时,细麸比麸皮和胚芽混合物更容易微粉碎,其温升和吨粉能耗明显低于后者。各种小麦副产品微粉碎后的水分含量随着粉碎粒径减小而显著减小,白度显著增加,破损淀粉含量增加。副产品细粉回添为全麦粉的吸水率均增加,形成时间、稳定时间、粉质质量指数及各项拉伸特性均降低。当副产品微粉碎粒径100目时,单独比混合粉碎法回添制得的全麦粉稳定时间长,粉质质量指数高,且拉伸特性好,更适合用于制作全麦制品。