《表2 不同样品不同粒度的内摩擦角和黏聚力数值》

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《高炉喷吹用煤内摩擦角影响因素》

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图3和图4所示为不同粒度的烟煤、无烟煤、兰炭和焦炭的试验数据处理结果。可以看出，每组样品的抗剪强度与正压力之间存在较好的线性关系。不同样品不同粒度的内摩擦角和黏聚力数值见表2，不同样品的内摩擦角数值如图5所示。结合表2和图5的具体数据得出，随着样品粒径逐渐减小，烟煤的内摩擦角由32.9°增加至33.6°，但整体变化趋势平缓，粒度变化对其摩擦角的影响较小。在3种粒度下，无烟煤的内摩擦角分别为29.0°、31.0°和32.5°，随着粒径的减少，内摩擦角逐渐增大。3种粒度下兰炭样品的内摩擦角分别为35.7°、37.2°和36.2°，明显高于其他3种煤，并且随着粒径的减小呈现出先增加后减少的趋势。焦炭内摩擦角随粒度的变化趋势与兰炭的相同，随着粒度的增加，内摩擦角由31.0°增大到33.1°然后减少到31.5°。由于样品经过烘干，样品中自由水质量分数极低，所以可以认为颗粒的黏聚力受粒径的影响较大。由黏聚力的数据可以看出，随着粒径的减少，每组样品的黏聚力均呈现增大的趋势，这与前人的研究结果一致[9-12]，因为黏聚力是一种典型的分子间作用力，并且只会在各分子之间的距离小于10-6 cm时才会显示出来。随着颗粒粒径减小，颗粒之间的相对距离缩短，黏聚力便会增大。需要特别说明的是，焦炭和兰炭的黏聚力为负值，这说明两个样品颗粒之间黏聚力很弱。