基于破碎分維數的振動破碎評價試驗研究*

申俊 蔡改貧 匡枝俏

（1.湖南機電職業技術學院機械工程學院；2.江西理工大學機電工程學院）

破磨設備的目的是破碎礦石，礦石顆粒的破碎量是評價破碎設備性能好壞的重要指標之一。破碎效果評價指標即為破碎過程中衡量顆粒破碎量的量化指標，可以描述顆粒的破碎程度［1］，所以研究顆粒破碎效果的評價指標對設備的設計與運行具有重要的意義。

自20 世紀80 年代，謝和平院士將分形理論引入到巖石斷裂領域以來，利用礦石顆粒的分形特性研究礦石破碎過程的方法被專家學者們所關注［2］。謝和平等研究得到巖石塊度分布具有分形特性，其分維數能反映巖石破碎程度［3］。張季如等收集石英砂礫在破碎后的粒徑分布情況，建立分形模型，得出破碎分維數與Hardin 破碎率之間有顯著的線性關系，與正壓力之間存在雙曲線關系。劉瑜等根據分形理論建立了煤塊沖擊破碎粒度分形模型，能很好地描述煤塊沖擊破碎后的粒度分布特征，分形維數與煤塊沖擊破碎效果之間存在內在聯系［4］。

以上研究均表明，破碎分維數可以描述碎后顆粒粒級分布狀態、大小與破碎程度，但未與其他顆粒破碎評價指標進行直接對比分析，不能有效證明破碎分維數可以作為破碎量的量化指標。為此，本文通過對3 種典型礦石進行振動破碎后的粒級分布進行分析，對比破碎分維數與其他破碎評價指標之間的關系與趨勢，證明破碎分維數作為破碎評價指標的可行性。……