煤粒筛分现象与粒度分布特性的试验研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.02.018

中国安全科学学报 ›› 2022, Vol. 32 ›› Issue (2): 130-138.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.02.018

煤粒筛分现象与粒度分布特性的试验研究

刘清泉¹^,²(), 刘嫄嫄¹^,²(), 杜凯³, 郑思文¹^,², 朱子斌¹^,²

¹ 中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116
² 中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221116
³ 枣庄矿业(集团)有限责任公司通防部,山东枣庄 277000

收稿日期:2021-11-20 修回日期:2022-01-10 出版日期:2022-08-18 发布日期:2022-08-28
作者简介:
刘清泉 (1989—),男,江苏徐州人,博士,副教授,主要从事矿井瓦斯防治、煤岩力学与渗透特性等方面的科研与教学工作。E-mail: cumtsafe@cumt.edu.cn。
刘嫄嫄 (1995—),女,贵州遵义人,硕士研究生,主要研究方向为煤颗粒群的粒径分布特性及平均粒径的优化计算与应用。E-mail: liuyuanyuan@cumt.edu.cn。
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2021YCPY0110); 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2018QNA01)

Experimental study on sieving phenomenon and particle size distribution characteristics of coal particles

LIU Qingquan¹^,²(), LIU Yuanyuan¹^,²(), DU Kai³, ZHENG Siwen¹^,², ZHU Zibin¹^,²

¹ School of Safety Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China
² National Engineering Research Center for Coal Gas Control, China University of Mining and Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China
³ Communication and Defense Department, Zaozhuang Mining (Group) Co., Ltd., Zaozhuang Shandong 277000, China

Received:2021-11-20 Revised:2022-01-10 Online:2022-08-18 Published:2022-08-28

摘要/Abstract

摘要：

在求解煤的物性参数时,为探究煤粒平均粒径对参数求解的影响,以5种不同粒级的煤粒为研究对象,系统研究筛分现象和粒度分布;以煤粒瓦斯扩散系数求解为例,分析算术平均值、体积加权平均体积粒径对计算结果的影响。研究结果表明:煤颗粒在筛分过程中会出现特殊分选现象,目标粒级粒度分布仅占真实粒度分布的33.37%~49.32%;算术平均值被默认为是筛分后所有颗粒粒径均处于目标粒级,导致求解出的扩散系数误差较大,与考虑颗粒粒度分布特征的体积加权平均体积粒径相比,两者求解的扩散系数差别最大可达43.42%。

关键词: 煤粒筛分, 粒度分布, 平均粒径, 扩散系数, 解吸

Abstract:

In order to investigate influence of mean particle sizes on the calculation of coal's physical property parameters, screening phenomenon and particle size distribution of coal particles at five fractions were studied. Then, with solution of coal gas diffusion coefficient as an example, effects of arithmetic mean and volume-weighted mean volume particle size on calculation results were analyzed. The results show that special separation phenomenon occurs during screening process of coal particles, and distribution of target fractions only accounts for 33.37%—49.32% of real size distribution. And arithmetic mean makes all sieved particle sizes within the target fraction, which causes a large error in calculating the diffusion coefficient. Compared it with the volume-weighted average volume size which considers characteristics of particle size distribution, the difference of diffusion coefficient between the two solutions is up to 43.42%.

Key words: coal particle sieving, particle size distribution, mean particle size, diffusion coefficient, desorption

刘清泉, 刘嫄嫄, 杜凯, 郑思文, 朱子斌. 煤粒筛分现象与粒度分布特性的试验研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(2): 130-138.

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图/表 11

表1

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表2

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参考文献 27

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粒级/ mm	筛分时间/min	筛分现象	粒度测定	粒径简化
[1, +∞)	5/10/ 15/20/25	√	—	—
[0.3,1)		√	—	—
[0.18,0.3)		√	√	√
[0.1,0.18)		√	√	—
[0.075,0.1)		√	—	—

样品名称	算术平均值		体积加权平均体积粒径		差异量/%
样品名称	粒径/mm	扩散系数D/ (10^-11×m²·s^-1)	粒径/mm	扩散系数D/ (10^-11×m²·s^-1)	差异量/%
5号	0.214	2.227	0.208	2.103	5.57
10号			0.161	1.260	43.42
15号			0.227	2.506	12.53
20号			0.203	2.004	10.01
25号			0.225	2.462	10.55

煤粒筛分现象与粒度分布特性的试验研究

Experimental study on sieving phenomenon and particle size distribution characteristics of coal particles

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