基于分形统计强度理论的煤颗粒冲击破碎概率研究

基于分形统计强度理论对煤颗粒的冲击破碎概率进行研究.以Hertz接触假设为基础,得到煤颗粒冲击破碎概率与最大接触压应力之间的函数关系,并结合碰撞动力学理论,建立了冲击破碎概率的分形模型.对不同矿区工作面的煤颗粒进行冲击破碎试验,统计分析表明:分形模型可以对煤颗粒的冲击破碎概率进行很好的描述,冲击破碎概率与冲击速度在对数坐标中为线性关系.通过试验确定分形模型的分形维数和破碎常数,可以得到不同冲击速度下煤颗粒的冲击破碎概率以及煤颗粒全部破碎需要的冲击速度,为冲击破碎效果评价以及冲击速度的确定提供了理论指导.     

考虑塑性屈服的井下弹道式煤矸分离理论研究

为完善井下弹道式煤矸分离方法的理论体系,对煤和矸石碰撞反弹过程中的弹塑性行为进行研究。以Hertz接触理论为基础,结合Drucker-Prager准则确定了煤和矸石碰撞过程中初始屈服点相对位置的表达式,指出该位置与泊松比近似呈线性关系,并得到初始屈服时相对变形量、接触力和相对速度的数学模型。基于线性强化弹塑性模型,得到接触力与变形量的函数关系,并依据能量守恒定律,确定碰撞分离时刻的相对速度,进而得到反弹距离的理论模型。在单颗粒冲撞实验台上对煤和矸石进行碰撞反弹试验,试验表明：反弹距离随初始速度的增加基本呈增大趋势,当初始速度较小、煤和矸石破碎较少时,采用材料参数平均值计算得到的反弹距离理论解与试验平均值的一致性较好,当煤和矸石有破碎产生时,由于能量的损失,试验平均值小于理论解。