中煤的煤岩力学特性及其对破碎的影响

发布时间：2017-09-18 11:27

  本文关键词：中煤的煤岩力学特性及其对破碎的影响

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【摘要】：我国稀缺炼焦煤资源相对较少,为了回收稀缺炼焦煤资源,一次分选后炼焦中煤的二次开发利用便成为目前研究的重点。中煤资源的二次开发利用首要问题是中煤连生体的煤岩解离,而煤岩力学特性是实现煤岩解离的基础。因此论文以山西焦煤集团马兰矿选煤厂三产品重介旋流器分选后的中煤作为试验对象,开展中煤的煤岩力学特性试验研究,同时对其影响因素及对其破碎的影响进行探索试验,通过两种破碎设备的对比试验,观察破碎解离效果。对选取的中煤进行了性质分析。粒度分析结果表明,原料中煤中各粒级的产率相差不大;密度分析结果表明,直接进行分选精煤产率很低,难以获得高产率的合格精煤;XRF和XRD分析结果表明,中煤中的杂质矿物元素以Si、Al、S、Ti、Fe居多,杂质元素主要以高岭土、绿泥石、石英等粘土类矿物的形式存在,Fe、S等以黄铁矿的形式存在。从标准煤岩抗压强度和不规则煤岩点载荷强度两个方面对煤岩的强度进行了试验研究,同时考虑灰分、粒度及含水状态等因素对煤岩强度的影响,得出了各因素与煤岩强度之间的关系。随着煤岩灰分的增高,煤岩强度逐渐升高。随着煤岩尺寸的下降,煤岩强度逐渐增加。煤岩强度与浸水时间呈负相关关系,煤样达到水饱和状态,煤岩强度逐渐趋于稳定。同时结合SEM扫描电镜,了解不同密度条件下煤炭的端口形貌、裂隙的发育情况及杂质矿物的赋存状态,为中煤的破碎解离提供一定的基础理论支撑。探讨了煤岩破碎与煤样的密度、粒度、外力的大小、含水状态的关系。分别通过挤压和冲击破碎两种破碎方式进行破碎试验,然后进行筛分、浮沉试验,得出了各因素与煤样破碎之间的关系。随着密度的减小,煤炭破碎效果增强,密度在1.4-1.5g/cm3之间的煤样破碎效果最佳;粒度越大,破碎效果愈佳;压力或冲击力对煤炭的破碎及解离影响基本一致,随着压力或冲击力的增加,破碎效果和解离效果增强,直至趋于稳定;水饱和状态下煤样的破碎效果优于未浸水煤样,但由于泥化现象的存在,水饱和状态下煤样破碎后-0.5mm产物的灰分高于未浸水煤样破碎后-0.5mm产物灰分。对锤式破碎机与颚式破碎机的破碎效果进行了对比。通过对两种设备产品的粒度及密度分析发现,锤式破碎机的破碎解离效果优于颚式破碎机,但是锤破的过粉碎现象严重;通过两组破碎上限的对比试验得知,受矸石嵌布粒度的影响,破碎上限3mm与1mm的解离效果基本没有差别。
【关键词】：中煤 煤岩强度 破碎 微观形貌
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD94
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-17
• 1 绪论17-20
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 研究意义18
• 1.3 课题提出18-19
• 1.4 研究内容及方法19-20
• 2 文献综述20-34
• 2.1 煤的岩性概述20
• 2.2 煤岩力学属性概述20-23
• 2.3 岩石强度理论23-28
• 2.4 煤岩力学特性的影响因素28-30
• 2.5 中煤的破碎30-34
• 3 试验样品来源及性质分析34-44
• 3.1 试验仪器及药品34-35
• 3.2 试验样品来源35
• 3.3 中煤粒度组成分析35-38
• 3.4 中煤密度组成分析38-41
• 3.5 中煤元素分析及矿物组成分析41-42
• 3.6 本章小节42-44
• 4. 煤岩力学特性及微观形貌研究44-59
• 4.1 标准煤岩力学特性测试44-47
• 4.2 不规则煤岩力学特性测试47-54
• 4.3 中煤微观形貌研究54-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5. 中煤破碎试验研究59-83
• 5.1 中煤挤压破碎试验59-70
• 5.2 中煤冲击破碎试验70-78
• 5.3 两种破碎设备下中煤破碎效果对比试验78-82
• 5.4 本章小结82-83
• 6. 结论与展望83-85
• 6.1 主要结论83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-90
• 作者简历90-92
• 学位论文数据集92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王成武;;常见岩石力学破坏准则的研究分析[J];鸡西大学学报;2014年10期

2 母福生;;破碎理论的研究现状及发展要求[J];硫磷设计与粉体工程;2006年04期

3 吴立新，王金庄;煤柱屈服区宽度计算及其影响因素分析[J];煤炭学报;1995年06期

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本文编号：875238