不同温度煤块孔隙结构演变及对力学特性影响

发布时间：2024-01-20 17:58

　　我国每年有大量煤需破碎后使用。煤的破碎过程能耗高、效率低,因此研究该过程对煤的清洁高效利用具有重要意义。本文选取了神木煤(SM)、红沙泉煤(HSQ)和五彩湾煤(WCW)三种我国典型煤种,研究其在90℃、120℃、150℃和180℃温度工况下的力学破碎特性,从分形层面建立了煤表面细观结构与力学行为的关系,并借助有限元软件重构煤体三维模型,模拟其力学破碎过程,主要研究内容及结果如下。首先,测量三种煤的基本参数及孔隙结构特征,结果表明三种煤的哈式可磨性指数(HGI)、孔隙率、孔径、表观密度及渗流分形维数的大小关系具有一致性,均为SM<HSQ<WCW。神木煤最难磨,五彩湾煤的孔隙结构最为复杂。基于分形理论,通过数字图像处理软件和编程软件计算煤表面细观结构的分形维数D。对比典型分形体的理论值和计算值,结果表明计算精度和可靠性很高。其次,在一个自行设计搭载的试验台架上对三种煤进行不同温度下的单轴压缩力学试验。结果表明,随着温度升高,三种煤的抗压强度σ_m(MPa)和弹性模量E(MPa)整体上呈现下降趋势,神木煤由于煤基质和封闭空隙内水分的热膨胀作用,在120℃至18...

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【学位级别】：硕士

本文编号：3881294