煤体破碎特性分析

就煤体的物理力学特性以及煤体所处的地质力学环境特征等对煤体破碎特性的影响进行了简要分析，为合理进行围岩控制，有效进行煤体破碎，提高煤炭生产率创造有利条件。     

基于冲击破碎实验的煤体冲击破碎功研究

煤作为一种多孔介质,含有瓦斯的形式是表面吸附,较高的瓦斯含量说明煤中具有较高的吸附潜能。吸附瓦斯转化为游离状态后,才能释放出破碎和抛出煤的能量,因此瓦斯解吸过程对煤与瓦斯突出起到重要作用。从能量的角度,基于煤样的冲击破碎实验,得到煤体破碎功新的数学模型,对煤与瓦斯突出的预测与防治,具有重要的理论价值。     

布孔方式及延期时间对煤体破碎效果影响的数值模拟

针对煤体爆破中不同装药布孔方式及延期时间对煤体破碎效果的影响,本文采用ANSYS-IS/DYNA进行了数值模拟,并对计算结果进行分析。结果表明:爆炸应力波在煤体中产生叠加效应,煤体的破碎主要以拉伸为主;随着孔距排距比的增加,煤体的破碎程度呈现先增加后降低的趋势;当孔距与排距比为1.5时,三角形布孔中心所受应力峰值和煤体的破碎程度均达到最大,分别为175 MPa和9.6%;空孔周围裂纹呈环状分布,且当孔距与排距比为1.0或1.5时,裂纹主要集中在三角形内部;孔间延期时间为0.5 ms时较1.0 ms时的裂纹分散度大,且随着排间延期时间的增加裂纹数有所增加。     

井下煤和矸石选择性破碎研究

为了解决不同物料的选择性破碎问题,以井下煤和矸石破碎分离机为例,采用液压式选择性破碎的方法,结合对辊破碎机的结构,从破碎辊筒运动与液压缸受力的角度进行分析,确定了选择性破碎的条件,并导出了液压缸推力与物料抗压强度、物料粒度、物料与辊筒接触状况以及辊筒结构之间的数学表达式,为后续设计高效率选择性破碎机提供了理论依据。     

煤和矸石选择性破碎分选理论研究

通过对煤和矸石力学参数尺寸效应的研究,利用指数函数对各力学参数进行拟合,获得了各种岩石在不同粒径条件下的力学参数;借助玛洛金公式,对煤与矸石的冲击破碎速度进行计算,获得了煤和各种岩类矸石的冲击破碎速度范围,指出原煤之中不含类煤类岩石或类煤类岩石含量较少时可以进行煤和矸石的选择性破碎分选,并且煤和矸石的物理力学性质差别越大,选择性破碎分选的效果会越好。     

破碎围岩注浆加固数值模拟分析与工程应用

介绍了注浆技术在破碎回采煤巷中的运用。分析了注浆加固机理：注浆液通过充填、压密等作用提高破碎围岩的强度,改变围岩的破坏机理,提高围岩的稳定性。通过UDEC数值模拟和高河煤矿现场实测数据得到：模拟巷道顶底板相对最大位移量为307 mm,两帮相对位移量为229 mm;实测顶底板相对最大位移量为359 mm,两帮相对位移量为262 mm,模拟与实测数据基本一致,巷道变形量得到有效控制,为矿井的安全、高效生产提供了有力的技术保障。该注浆加固技术可为破碎围岩支护提供指导意义。     

煤和矸石选择性破碎的可行性研究

对煤和矸石的主要力学性质作了简单的介绍,通过下落试验,对某一煤区不同颗粒的煤和矸石对应不同高度的破碎情况进行了分析比较,验证了力学性质有很大差别的煤和矸石选择性破碎的可行性,提出了煤和矸石井下直接破碎分选的新型洁净煤生产技术思路。     

受载煤体破碎块度分布的实验研究

实验研究支承压力(采深)、煤体强度和裂隙发育程度对煤体破碎块度分布的影响变化规律,根据顶煤回收要求与可放块度原则得出预测临界采深的实用关系式,并以加权平均块度评价支承压力、煤体强度和裂隙发育程度三因素对顶煤可放性分类的影响,提出顶煤可放性的三因素评价准则。     

煤等离子热解制乙炔反应器结构优化模拟

建立了等离子体反应器的热流场计算流体力学模型，将此模型应用于单入口、双入口及带保护气的双入口等离子反应器模拟，采用不完全乔勒斯基共轭梯度法对热流体耦合场进行求解，结果表明：采用双入口结构，可提高反应器负荷，在等离子反应器的等离子入口周边设置保护气可降低壁面结焦，当保护气的入口流速为50 m/s左右时，效果较好.     

煤系伴生矿物介电常数和摩擦带电实验研究

研究煤炭中伴生矿物的电性质和摩擦带电,将有利于增强对微粉煤摩擦电选过程的理解.对黄铁矿、高岭石、石英和方解石四种矿物进行了实验研究.不同温度和湿度条件下,各矿物的介电常数随温度的升高逐渐减小,随湿度的增加逐渐增大;而矿物的摩擦带电量随温度的升高逐渐增大,随湿度的增加逐渐减小.温度和湿度对矿物的介电常数和摩擦带电量影响较大,因此,摩擦电选过程中,应控制好分选的温度和湿度.     

冲击倾向性煤体的三点弯曲动态断裂实验

采用三点弯曲冲击断裂实验装置和分布式多火花高速摄影系统对冲击倾向性煤体内裂纹扩展过程进行了观测,分析了裂纹扩展速度、动态裂纹扩展摸式和裂纹扩展的非稳定性.研究发现：冲击倾向性煤体内裂纹扩展具有高度的非线性特征;煤体的非均质性和不连续性对动态裂纹扩展模式和裂纹扩展速度有较大影响.实验结果解释了由放炮等震动诱发冲击地压灾害的滞后突发机理.     

低温等离子体涂覆改性PVDF磺酸膜

为提高离子交换膜的选择透过性,使得工业生产更绿色环保高效,采用低温等离子体涂覆改性的方法,将单体磺酸甜菜碱(SBMA)接枝聚合到聚偏氟乙烯接枝苯乙烯型磺酸膜(PVDF-g-PSSA)表面,探究了等离子体处理时间、接枝单体浓度、辉光放电功率对改性效果的影响,对比了改性前后膜的机械性能、抗氧化性、选择透过性、离子交换容量等性能的变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对改性前后的膜进行表征分析。结果表明,单体磺酸甜菜碱(SBMA)成功接枝聚合到了聚偏氟乙烯磺酸膜表面,且经低温等离子体涂覆改性后,膜表面更致密平整,有效提高了膜的选择透过性;在接枝单体浓度为70g/L、放电功率70W、处理时间3min时,改性效果最好,氯离子泄露率由未改性前的13%降低至3%。     

聚合氯化铝对选择性聚团法制备超纯煤的影响

为探索选择性聚团法制备超纯煤的工艺条件,以太西无烟煤为研究对象,分析了太西无烟煤的性质和矿物质的种类。采用选择性聚团法对超细粉碎后的煤粉进行分选实验,研究了研磨时间、煤油用量、仲辛醇用量和聚合氯化铝用量对精煤灰分和收率的影响,并对比了氯化铝、26%和29%的聚合氯化铝对分选效果的影响。通过Zeta电位仪测定添加不同用量的聚合氯化铝的煤样Zeta电位,利用光学接触角测量仪测定不同聚合氯化铝用量下的太西煤样和人工矿物表面的润湿性,采用DLVO理论计算揭示聚合氯化铝对煤中异类矿物质颗粒间相互作用机制。结果表明,当煤油用量为1.19 kg/t、仲辛醇用量为0.40 kg/t、聚合氯化铝用量为50 g/t、研磨时间为30 min时,分选出的超纯煤灰分达到0.64%,精煤产率为68.91%。相同药剂用量下,添加聚合氯化铝比氯化铝的浮选精煤产率高,与未添加聚合氯化铝分选效果相比,精煤灰分降低了0.18%,精煤产率提高了19.38%。当26%和29%聚合氯化铝用量为50 g/t时,两者精煤产率都达到最大,分别为68.91%和75.00%,精煤灰分分别为0.64%和0.71%,添加26%聚合氯化铝比29%聚合氯化铝脱灰效果好。随着聚合氯化铝用量的增加,煤的Zeta电位值不断增加,由-28.7 mV增加到-20.63 mV。添加聚合氯化铝后煤的接触角增加,疏水性增强,人工矿物表面亲水性增加,煤与人工矿物表面差异性增大。随着聚合氯化铝用量的增加,煤表面Zeta电位值不断增加,由-28.7 mV增加到-20.63 mV。添加聚合氯化铝后煤接触角增加,然而,人工矿物接触角减少,由于煤的疏水性和人工矿物亲水性增加,导致两者表面性质差异增大。根据DLVO理论计算,聚合氯化铝增强了煤与蒙脱石颗粒之间斥力作用,同时增加了煤中无机矿物质的团聚效果,减少了无机矿物质对煤颗粒表面罩盖和异质细泥夹带作用,降低了精煤灰分。聚合氯化铝和氯化铝对煤中矿物质脱除具有促进作用,低用量条件下聚合氯化铝分选效果优于氯化铝。     

井下选择性破碎煤矸分离机及工作机构仿真研究

为实现煤矸井下分离,以选择性破碎筛分为原理设计出井下分选机,并对其主要工作机构——转子的模态利用ANSYS有限元软件进行了仿真研究,对螺旋分级筛利用虚拟样机技术对影响物料运动轨迹和推进速度的因素进行了分析,研究了各因素对结构设计及分选效率的影响规律,为设备的改进和优化提供了参照和依据。     

大气等离子喷涂制备锰钴尖晶石涂层及其电导率

采用大气等离子喷涂(APS)工艺制备了Mn-Co尖晶石涂层,同时研究了不同载气和喷距对涂层形貌及电导率的影响.采用直流四电极法测量涂层的电导率,利用SEM,XRD和XPS等表征手段对涂层微观形貌、组成等进行表征.结果表明,所制备的涂层致密、孔洞较少、与基体结合良好,表面呈现液态沉积与微熔颗粒堆积相混合的状态.800℃时,载气量为2 SLPM下涂层的电导率是18 S/cm,而其余载气量下涂层电导率仅有8 S/cm,低载气量制备的Mn-Co涂层具有良好的导电性;800℃下只有喷距为130 mm的涂层电导率超过了10 S/cm,增加喷距对电导率影响较小,各涂层电导率分布较为接近.测试态涂层表面形成了各种取向的金字塔状尖晶石晶体结构,其尖晶石相衍射峰强度显著提高;高电导率涂层中2价和3价元素比例更接近1∶2,为典型的尖晶石结构,其表现出较高的电导率.因此,适当的载气流量和喷涂距离可使涂层中含有更多的高电导率尖晶石相.     

煤与瓦斯突出发展过程的实验与机理分析

为了研究煤与瓦斯突出发展过程中煤的破坏形式和原因，通过实验分析了含瓦斯煤块在突然暴露时的破坏规律，用简单的突出模型进行了各种条件下的突出发展模拟实验，并建立了突出发展的数学模型。结果表明，突出发展过程中煤的破坏主要表现为层裂形式，破坏传播的速度非常快（大于1 m/ms），在突出发展初期不存在剧烈的粉化破坏。突出发展过程中煤中裂隙初始起裂主要是由于煤壁突然卸载形成的卸载波向里传播过程中被受围岩约束的煤部分反射回去，入射波和反射波叠加使煤处于受拉状态而发生拉伸破坏。即便地应力为零，含瓦斯煤体在突然形成暴露面时也会产生向深部传播的卸载波，进而引发层裂。