磁铁矿石冲击破碎规律及能耗分布试验研究

发布时间：2017-07-30 18:29

  本文关键词：磁铁矿石冲击破碎规律及能耗分布试验研究

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【摘要】：冶金矿山多以硬岩为工作对象,矿石的开采与加工耗能巨大。其中磁铁矿石的破碎过程,能源浪费严重,成本高居不下,节能降耗势在必行。在矿山的实际生产中,冲击破碎是破碎矿石最主要的方式,为探寻磁铁矿石的冲击破碎方式及能量分布规律,利用SHPB试验系统进行了单轴冲击载荷下磁铁矿石的破碎试验研究:1)通过对试验过程中试块的应变率、抗压强度、应力-应变曲线等数据的分析,以及对试块破坏过程的观测,对磁铁矿石的冲击动力学特性进行研究。结果表明:随应变率增大,起裂应力先增大后减小,起裂应变、峰值应变和动态抗压强度逐渐变大,试块破坏方式以沿轴向的拉伸劈裂为主;2)通过对入射能、反射能、吸收能及透射能的研究,揭示了磁铁矿石冲击破碎过程能量的分布及耗散规律。试验中入射能大部分变为透射能,少部分变为反射能,吸收能保持在入射能的40%左右,并且随入射能增大,破碎能耗密度增大,二者为线性关系;3)通过对破碎试块碎屑的筛分研究,分析了碎屑的分形特征,揭示了破碎块度的分布规律。研究发现随着破碎能耗密度的增大,分形维数增大,平均块度和特征尺寸都减小,并建立了预测磁铁矿石破碎平均块度和特征尺寸的两个数学模型,模型以输入能来控制矿石的破碎粒度,为矿山破碎磁铁矿石提供参考依据。
【关键词】：磁铁矿石 SHPB试验 冲击破碎
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD921.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9
• 1.2 文献综述9-16
• 1.2.1 岩石动态试验装置与技术9-10
• 1.2.2 SHPB技术在岩石冲击试验中的应用现状10-14
• 1.2.3 岩石冲击破碎理论研究14-16
• 1.3 本文的主要研究目的、内容和技术路线16-18
• 1.3.1 主要研究目的16
• 1.3.2 主要研究内容16-17
• 1.3.3 技术路线17-18
• 第2章 SHPB冲击破碎试验18-28
• 2.1 SHPB试验系统18-23
• 2.1.1 SHPB试验装置简介18-20
• 2.1.2 SHPB试验原理20-22
• 2.1.3 试验原则22-23
• 2.2 试验方案的确定23-24
• 2.3 SHPB冲击试验前期准备24-26
• 2.3.1 磁铁矿石试块的取样加工24-25
• 2.3.2 磁铁矿石物理参数测定25-26
• 2.4 SHPB试验过程26-28
• 2.4.1 空冲测试设备状态26
• 2.4.2 试验数据采集26-27
• 2.4.3 破碎试块的整理与收集27-28
• 第3章 磁铁矿石动态强度及变形特性研究28-38
• 3.1 冲击试验结果28
• 3.2 冲击气压与平均应变率的研究28-29
• 3.3 应力与应变特性分析29-31
• 3.4 动态抗压强度与平均应变率的研究31-32
• 3.5 矿石变形特性与平均应变率的研究32-33
• 3.6 破坏形态分析33-37
• 3.7 本章小结37-38
• 第4章 磁铁矿石冲击破碎能量分布及规律研究38-45
• 4.1 冲击破碎试验中的能量分布38-40
• 4.2 冲击气压与入射能40-41
• 4.3 冲击破碎中的能量规律研究41-43
• 4.4 磁铁矿石的破碎能耗密度43
• 4.5 本章小结43-45
• 第5章 磁铁矿石冲击破碎块度及其分形研究45-65
• 5.1 磁铁矿石破碎试块的筛分整理45-47
• 5.2 各粒级试块碎屑的质量分布规律47-50
• 5.2.1 各粒级质量分布规律47-48
• 5.2.2 破碎试块累积筛余百分比48-50
• 5.3 破碎平均块度分析50-52
• 5.4 破碎试块的块度分布规律52-58
• 5.4.1 计算过程52-56
• 5.4.2 计算结果及分析56-58
• 5.5 破碎试块的分形特征58-61
• 5.5.1 计算过程58-60
• 5.5.2 计算结果及分析60-61
• 5.6 磁铁矿石破碎块度预测61-64
• 5.7 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 导师简介72-73
• 作者简介73-74
• 学位论文数据集74

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本文编号：595591