冲击载荷下准脆性块体细观-宏观破碎机理研究

项目名称： 冲击载荷下准脆性块体细观-宏观破碎机理研究

项目编号： No.51404096

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 刘瑜

作者单位： 河南理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 井下煤矸选择性破碎分选能有效减少矸石排放，对煤炭绿色开采有重要意义，其关键问题是揭示冲击载荷下煤和矸石准脆性块体破碎粒度差异的细观-宏观机理。本项目以准脆性块体为研究对象，以微裂隙分形分布为基础，采用多尺度分析方法，建立准脆性块体在冲击载荷下弹性、塑性及脆性阶段的细观-宏观损伤本构模型；利用离散元方法，建立含微裂隙准脆性块体宏观颗粒体系，探索冲击载荷下准脆性块体内部力链演化与微裂隙跨尺度扩展的关系，明确细观传力特性对宏观破碎的影响规律，确定宏观破碎判定准则；以煤和矸石块体真三轴试验为依据，得到符合试验力学特性的宏观颗粒体系模型，分析不同细观参数下颗粒体系内部力链网络演化规律，揭示细观参数对宏观破碎特性的影响规律，构建煤和矸石块体破碎粒度差异的预测模型。项目研究成果将为煤和矸石块体破碎粒度的预测和控制提供理论依据，对合理确定设计参数、提高分选精度有重要意义，能有效推动井下煤矸分离的应用进程。

中文关键词： 破碎机理；分形；离散元；损伤本构模型；力链

英文摘要： Selective crushing separation for coal and gangue underground can reduce the discharge of gangue and be significant for green mining. The key problem is to indicate the meso-macro mechanism of crushing granularity difference for coal and gangue quasi-brit

英文关键词： crushing mechanism；fractal；discrete element；damage constitutive model；force chain