井下液壓式選擇性煤矸分離裝備關鍵技術研究.pdf

1、煤炭開采伴隨著大量矸石的產生，造成地面大量矸石山的堆積，為實現(xiàn)綠色開采目標，對井下開采出來的矸石直接分選，分選出的矸石直接用于采空區(qū)的充填，這樣既可以減少礦區(qū)的環(huán)境污染也可以有效控制采空區(qū)塌陷帶來的危害。根據(jù)煤和矸石的硬度特性的差異，提出一種新的井下液壓式選擇性煤矸分離裝備。為此，本文結合了理論研究、實驗數(shù)據(jù)和仿真模擬方法，對井下液壓式選擇性煤矸分選裝備的關鍵技術進行研究。
　　基于井下液壓式選擇性煤矸分離裝備結構和擠壓破碎過程特

2、點，在現(xiàn)有的破碎強度理論和破碎能耗理論基礎上，建立了點載荷破碎力學模型，并建立了在拉應力下和剪應力作用下，煤矸發(fā)生破壞的破碎準則;建立了單顆粒煤巖擠壓破碎的屈曲分析有限元模型，對實驗數(shù)據(jù)和理論仿真結果處理，擬合得到物料的抗壓強度和屈曲強度之間的關系。
　　基于評價煤矸破碎分選效果的兩個指標—丟煤率和混矸率，給出了三種臨界破碎載荷下的最大丟煤率和最大混矸率的計算公式，建立了煤矸選擇性破碎分選準則;設計了井下液壓式選擇性分選裝備，介紹

3、了裝備破碎分選原理和破碎分選液壓回路工作原理;對物料擠壓過程時裝備的關鍵部件進行了力學分析，推導出了液壓缸設置的壓力值與煤矸顆粒的破碎載荷的關系式，對分離裝備的偏心凸輪的運動學分析，給出了物料的擠壓受力特性，通過對偏心凸輪上擠壓點的位移、速率、加速度分析，研究了偏心凸輪運動特性。
　　通過ANSYS Workbench接觸仿真分析，探究了一定范圍下的壓板傾角對煤或矸石破碎效果的影響，研究表明:壓板傾角在15°時，煤和矸石的選擇性破