硬度影响：块煤冲击破碎粒度分布与分形维数研究

"本文主要探讨了不同硬度块煤在冲击破碎过程中的粒度分布特性，并通过实验研究揭示了破碎功、坚固性系数、分形维数等因素对破碎效果的影响。" 在煤炭开采和处理中，块煤的破碎是关键步骤之一，直接影响到煤炭的后续加工和利用效率。该研究由赵翼等人进行，他们使用坚固性系数实验装置，对四种不同硬度的块煤进行了冲击破碎试验，旨在理解不同硬度块煤在破碎过程中的粒度变化规律。 试验结果显示，破碎功与块煤破碎后的新增表面积存在线性关系，这表明破碎过程中消耗的能量与新产生的表面积成正比，也就是说，破碎得越细，需要的破碎功越大。同时，折算直径（即颗粒的平均尺寸）与破碎功成反比，意味着随着破碎功的增加，颗粒的平均尺寸减小，粒度分布变细。 此外，研究还发现块煤破碎后展现出自相似特征，这一现象在数学上可以通过分形维数来描述。分形维数可以反映出煤的破碎程度，数值越大，表示破碎越彻底，破碎效果越好。坚固性系数f与分形维数D之间存在线性关系，这为评估煤的破碎性能提供了一个新的量化指标。 在颗粒破碎过程中，大小颗粒之间的相互作用也得到了揭示。大颗粒由于周围小颗粒的缓冲效应，其破碎受到一定阻碍，相对而言，小颗粒由于受到挤压而更易破碎。这种现象揭示了破碎过程中颗粒尺寸分布动态变化的内在机制。 关键词涉及的“块煤”是指未经精细处理的大块煤炭；“坚固性系数”是衡量煤体抵抗破碎能力的一个参数；“冲击破碎”是指利用冲击力使煤体破裂的工艺；“破碎功”是指完成破碎任务所需的能量；“粒径分布”描述的是破碎后颗粒大小的统计分布；“分形维数”则是刻画破碎表面复杂性和不规则性的几何属性。 该研究通过实验数据深入分析了块煤在冲击破碎下的粒度分布特性，这些发现对于优化煤炭破碎工艺，提高破碎效率，以及预测和控制破碎过程中的粒度分布具有重要意义。对于煤炭行业来说，这些研究成果有助于提升煤炭资源的利用效率，减少能源浪费，并可能对矿井安全和环境保护带来积极影响。