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1、煤和矸石的冲击破碎粒度分布特性摘 要:利用冲击式破碎装置,以不同的冲击速度对3个煤矿的煤矸进行冲击破碎试验,对试验结果进行数据拟合,得出煤矸的分布特征函数,以及冲击速度和煤矸硬度对其分布特性的影响。结果表明:煤和矸石的冲击破碎粒度符合pactingcrusherpactcrushingtestoncoalandganguefromthreeminingpactvelocity.Thedistributionfunctionofcoalandgangue,theinfluenceoftheimpactv
2、elocityandthehardnessofcoalandgangueonthedistributionfunctionthedatafittingofexperimentalresults.Theresultsshoentationcharacteristicin-dexofcoalincreasespactvelocity,entationcharacteristicindexofganguere-ducesandthebrokendegreeparametersarereducedonboth
3、coalandgangue;theimpactvelocityandthehardnessofrelativevaluebetpactvelocity;allparticlesize;theimactvelocityandthehardnessofrelativevaluebetallinfluenceonthecurveoftheprobabilitydensitydistribution;itcanjudgetheresultofcoalandgangueseparationbyusingthec
4、urveoftheprobabilitydensitydistribution.Keypactingcrush;sizedistribution;fragmentationcharacteristicindex;brokendegreepa-rameters;probabilitydensity随着煤矿开采强度的加大,厚及中厚煤层的资源储量逐年下降,薄煤层和夹矸煤层的开采日趋增多,煤中混入的矸石量逐渐增加,降低了原煤质量,大量矸石进入选煤作业,也影响选煤效率,增加了分选成本。同时,造成矸石大量堆积在地
5、面上,成为矿山企业环境污染的主要危害源。在井下直接进行煤矸分选,不仅可以提高原煤质量,降低选煤成本,而且为井下矸石充填提供原料,解决了矸石的地面排放问题[1-2]。煤和矸石冲击式破碎分选是实现井下煤矸分选的一种有效方法[3-6]。物料破碎后颗粒的尺寸大小不一,但是研究表明颗粒破碎后的粒度分布仍具有一定的规律。传统的破碎粒度分布函数模型基于统计试验得到,有Gandln-Schuhmann函数、Rosin-Rammler函数[7]、两参数m)时透过筛孔的颗粒质量与颗粒总质量的比值,即筛孔为x时的筛下累积概
6、率,%;m为破碎特性指数,即m;x0为破碎程度参数,表示y=63．2%时的筛孔尺寸,mm。对式(1)进行两次对数变化,得到用对数表示的累积概率模型:Fl;ø=mlnxk-mlnx0(2)式中,F的直线。为便于试验分析,对式(1)进行求导,得到粒度密度分布函数模型f(x)=100mxm0xm-1exp-xx0æèöøméëùû(3)2 试 验对于煤矿某一工作面的煤和矸石颗粒而言,其自身的物
7、理性质无法改变,不能作为影响因素,而冲击破碎分选是依据破碎后的粒度差异进行分选,无需具体考虑某一粒度范围内颗粒的破碎情况,因此颗粒群冲击破碎试验只考虑冲击速度对破碎粒度分布的影响。从新汶协庄矿、登封金鑫矿和徐州夹河矿的工作面采集原煤,对每个矿区的煤和矸石颗粒各取5组,每组100kg,分别在6,8,10,12和14m/s五个水平下进行试验。为便于比较研究,各组物料具有相同的粒度分布,见表1。各矿的煤和矸石的普氏硬度系数见表2。试验装置由送料胶带、中部槽、高速胶带加速器、压料装置和破碎板组成(图1)。煤矸
8、混合物料通过送料胶带上料,使其具有一定的初速度,当混合物料顺着中部槽滑落到高速胶带加速器上时,压料装置保证物料不滑动,使其高速冲击前置的破碎板。高速皮带加速器通过变频器调整速度,以使物料获得不同的冲击速度。(责任编辑：编辑04)透过边长ds筛孔的破碎颗粒质量与试验颗粒总质量的比值,称为粒度为ds时颗粒的质量累积概率。对各组试验材料破碎后的颗粒进行粒度分级处理,得到各粒度值下的质量累积概率,见表3。3 试验结果分析表3给出了金鑫矿、协庄矿和夹河矿的破碎筛分
