细粒煤炭的分形特征对透筛过程的影响.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 2 . 9/ 9 文章编号 A B A “ C D E F B * G B D 细粒煤炭的分形特征对透筛过程的影响 朱 红H陈惜明H赵跃民 E中国矿业大学 能源化工系H江苏 徐州 A G F 摘要用压汞法测量了细粒煤炭的表面分维H证实了细粒煤具有分形特征的事实H认为中国大部 分矿区的煤其分维值在 I之间J提出了内在水分和表面分维的线性关系及筛上产物的预测公 式H得出了表面分维较大时有利于筛分过程的结论’ 关键词筛分J分形J细粒煤J表面分维 中图分类号 K“ A J K“ D文献标识码L 形态是颗粒最重要的特征之一M N 年代以来H 随着计算机技术的高度发展和应用H特别是定量分 析的出现H使过去只能从几何外形上对颗粒进行大 致的分类发展到今天可以在数值化的基础上严格 地定义和区分颗粒形状与表征颗粒表面粗糙度’最 早 提 出 颗 粒 形 状 二 维 数 值 化 处 理 的 是 O P Q 2 R/ - S等人的T , - 3 6 - E 傅立叶F分析M A “ N 年H U U/ . V 6 . / 为 . / A 2B ’, C - 式中D为水银的表面张力E B为水银与固体,此处 为煤-的接触角“ 因此’在给定的压力下总的空隙体积就等于注 入到孔体积内的水银的体积’而在压力为时注入 到孔体积内的水银体积F , -是可以测量的“ 的 范围一般在G “ H I / G GJK 7 ’设不规则表面是由不 规则的孔和外表接通’进一步假设每个孔是圆柱 孔’它的平均长度和孔半径成正比’这样表面孔结 构就可以用孔容积来表述“若定义F , -为孔隙半 径大于的孔隙的总的体积’其表面积为* , - ’则 有 * , -L0 M F, - M “ 比较方程, 3 - ’可得到下式 N O 0M F, - M L , /012- N O “, P - 上式表明孔隙体积分维可以借助孔隙体积的量测 来决定“通过方程, C - ’又可以把水银注入法测量的 孔隙体积F , -转换为F , - ’因此’ 表面的分维数 可以由下式确定’即 N OM F , - M L , 1205 - N O “, Q - R 细粒煤分形特征的实验验证 图 H和 图/给 出 了 几 种 煤 岩 样 本 的 N O M F , - S M T N O 曲线 P “可以看出’在低压和中 等压力下N O M F , - S M T N O 确实存在线性关系’ 但当压力较高时’曲线的线性关系不再存在“赵爱 红 C ’孙波 Q 等人也得出了类似的结论’说明细粒 煤确实具有分形特征“ 图H压力为G “ G H IG “ H JK 7时压汞测量数据 U V O “ H JW KM 7 X 7YV X 87Z ; [ 2 2 ; [A \ G “ G H IG “ H JK 7 H “煤样]E/ “煤样],处理过- E3 “煤样 E5 “煤样 ,处理过- 图/压力为H I/ G G JK 7时压汞测量数据 U V O “ / JW KM 7 X 7YV X 87Z ; [ 2 2 ; [A \ H I/ G G JK 7 H “煤样]E/ “煤样],处理过- E3 “煤样 E5 “煤样 ,处理过- 表H是用压汞法测出的P个煤样的表面分维 Q _ 1H’ 1/’ 13分别对应不同注汞压力下的分维值’ 其 中 1H是 在 低 压, ‘ G “ H JK 7 -条 件 下 大 孔, a Q C G NC F [ \ ]abcS D NC F 2 D Y 4 B O ND F O M Q Z F D B [ PO C J C d 4 O C M F4 F 5T e D NC R 4 J Z F [ C F D D B C F [ T 3f ‘ S d e M S C 4 F [ E S “ ’ ’ T e C F 4 g h i j k l m j 9U S B Q 4 R DQ B 4 R O 4 J 5 C ND F E C M FM Q Q C F DR M 4 J K4 E ND 4 E S B D 5n PND 4 F E M Q 3H A f e DQ 4 R O O e 4 O Q C F DR M 4 J e 4 E Q B 4 R O 4 J Q D 4 O S B D E K4 E Y B M o D 5 aF 5O e D E S B Q 4 R D Q B 4 R O 4 J 5 C ND F E C M F E M Q T e C F D E D R M 4 J KD B D O e M S [ e O O Mn D ’ ’ a J C F D 4 B D p S 4 O C M FB D Q J D R O C F [O e DE S B Q 4 R DQ B 4 R O 4 J 5 C ND F E C M F4 F 5C F O D B F 4 J K4 O D B4 F 5n D C F [S E D 5O MQ M B D R 4 E OO e D Y B M 5 S R O E M FO e D S Y E C 5 D M Q O e D E R B D D FK4 E D E O 4 n J C E e D 5 H O R 4 Fn D R M F R J S 5 D 5O e 4 O O e D [ B D 4 O D B O e D Q B 4 R O 4 J o 4 J S D C E O e DNM B DD Q Q C R C D F O O e DE R B D D F C F [KC J J n D qr st u k v i 9E R B D D F 7Q B 4 R O 4 J 7Q C F DR M 4 J 7E S B Q 4 R DQ B 4 R O 4 J 5 C ND F E C M F “0 第期朱 红等9细粒煤炭的分形特征对透筛过程的影响 万方数据