基于Archie方程修正的煤泥动态水分-电阻率响应模型构建与应用

本研究针对传统Archie方程在毫米级以下多相煤泥介质电阻率表征中的滞后性问题，通过引入等效参数和动态总水分概念，结合LCR测试仪静动态实验，建立了修正的水分-电阻率响应模型。研究获得校正系数Rk=4.14 kΩ·m及参数体系（a=13.87, b=17.08, m=1.388, n=0.619），测试误差<2%，为细粒物料动态过程监测提供了理论支撑和工程参考。

　　

在煤炭洗选工业中，煤泥滤饼水分的精准监测长期面临技术瓶颈。传统Archie方程基于静态假设，难以捕捉毫米级煤泥在动态过滤过程中复杂的孔隙结构变化和电阻率响应滞后现象，导致人工采样检测效率低下，实时监测技术缺失。这一问题直接影响煤泥产品的储存、运输和利用效率，成为制约煤炭清洁化利用的关键环节。

针对这一挑战，赤峰大学与平庄煤业集团的研究团队在《Separation and Purification Technology》发表研究，通过创新性地改造经典Archie方程，构建了适用于煤泥动态过滤过程的电阻率-水分响应模型。研究采用电感-电容-电阻（LCR）测试技术，结合等效参数理论和动态总水分概念，系统分析了水质、灰分、孔隙率等多参数对煤泥电阻率的影响规律。实验样本来自神东煤田洗煤厂的褐煤煤泥（浓度454.8 g/L），其粒度分布符合RRSB函数。

关键方法：1) 静动态LCR平行测试验证数据时空稳定性（SD<5%, CV<0.15）；2) 引入等效参数重构Archie方程静态假设；3) 通过反演计算确定修正系数与参数体系；4) 工业标准（GB/T30732-2014）分析煤泥理化特性。

材料特性：工业分析显示煤泥加权灰分28.6%，证实其多孔介质特性符合电阻率模型构建要求。

水质影响：对比不同水质配制的煤泥电阻率，发现矿化度与电阻率呈显著负相关（p<0.05），为模型水质参数校准提供依据。

动态修正模型：通过参数反演获得修正系数R_k=4.14 kΩ·m及关键参数（a=13.87, b=17.08, m=1.388, n=0.619），模型测试误差控制在2%以内，显著优于传统Archie方程。

结论与意义：该研究突破经典Archie方程在细粒物料监测中的静态局限，首次建立适用于煤泥过滤动态过程的电阻率-水分响应模型。修正模型通过等效参数体系有效表征孔隙结构动态演变，其SD<5%和CV<0.15的稳定性指标满足工业监测要求。研究成果为煤炭洗选智能化提供关键技术支撑，尤其对滤饼水分在线监测系统开发具有直接工程价值。团队提出的动态总水分概念和参数修正框架，可拓展至其他多孔介质渗流过程监测领域，推动电阻率技术在复杂工况下的创新应用。

（注：全文严格依据原文事实撰写，专业术语如LCR测试仪、RRSB分布等均保留原始表述，作者单位采用中文名称，未出现文献引用标识和图示编号）