现阶段矿山设备均处于粗犷的设计阶段，没有实现精细化的工程设计。无法满足矿山作业高效清洁的要求。

主要表现在开发造成的环境问题日益严重（扬尘，噪声等）；设备磨蚀严重，维护周期短；资源利用率低，作业能耗大，无法实现设备的最大效率；无法保证产品的质量及准确性。

这些问题的存在大大制约了矿业作业的产能，同时增加了生产的投入和维护资金。

EDEM仿真技术能够对几乎所有固体散体物料与相关处理设备进行模拟仿真，对于破碎设备设计，用户能够通过仿真来：

1.     预测破碎机对特定物料的破碎效果（粒径分布、破碎比等）；

2.     计算衬板的磨损并对维修期进行预估；

3.     计算破碎所需功率；

4.     了解设备最大处理量；

5.     了解物料对设备的作用力大小等。

下图为制砂工艺流程：

下面就部分主要矿山设备：

1. 转运站，2. 颚式破碎机，3. 重锤式破碎机，4. 辊压式破碎机，5. 反击式破碎机，

6. 立轴式破碎机，7. 圆锥式破碎机，8. 球磨机，9. 筛分机

基于EDEM离散元仿真技术进行分析。

矿山设备-转载点

1. 转运站

散料输运转运站作为矿山设备的重要组成部分，在传统设计中具有很大的局限性，极易出现故障。

基于EDEM离散元仿真技术，根据不同物料特性及设备结构，对转运站的磨损、皮带跑偏、洒料、挂料、堵塞、扬尘等常见问题进行分析。以下为原始方案及优化方案的整体效果仿真图：

矿山设备-破碎机

2. 颚式破碎机

颚式破碎机具有破碎比大，产品粒度均匀，结构简单，工作可靠，维修简便，运营费用经济等优点。破碎抗压强度不超过320MPa的物料，是初级破碎首选设备。

通过EDEM仿真分析，评估设备对不同物料破碎性能及设备产量，识别磨损区域，根据磨损情况，对设备寿命进行评估优化，提高设备耐磨性能和使用寿命。

3. 重锤式破碎机

重锤式破碎机去掉了颚式机的初破过程，成为大小物料一次完成破碎的新机型，该机破碎的石料，不但规格全，而且均匀清晰，是老式颚破机和板锤破的替代产品，具有结构简单，破碎比大，生产效率高等特点，可做干、湿两种形式破碎。

通过EDEM-MBD耦合分析，评估破碎性能及设备产量，识别设备不同区域磨损情况，优化设备结构及衬板更换周期。

4. 辊压式破碎机

辊式破碎机适用于石灰石，炉渣，焦炭，煤等物料的中碎，细碎作业。

通过EDEM仿真，评估破碎机破碎效果及产品质量，结合破碎效果，可对弹簧（或液压机构）刚度阻尼特性进行调节。此外，识别设备各区域磨损情况，从而预估维修或更换周期，对相应的结构进行优化，防止局部磨损严重，导致设备性能降低。

5. 反击式破碎机

主要用于冶金、化工、建材、水电等经常需要搬迁作业的物料加工，特别是用于高速公路、铁路、水电工程等流动性石料的破碎作业，

反击式破碎机能处理边长100-500mm物料，使用物料硬度范围更广，具有破碎比大，破碎后物料呈正方体颗粒等优点。

通过EDEM仿真，分析不同设备结构及参数对设备产品质量及产量的影响，识别设备不同区域磨损情况，根据磨损情况，合理选取及布置衬板等。

6. 立轴式破碎机

立轴式破碎机广泛应用于各种岩石、磨料、耐火材料、水泥熟料、石英石、铁矿石、混凝土等多种硬、脆物料的中碎、细碎（制砂砾）。多用于建筑用砂、筑路用砂的生产。

通过EDEM仿真，评估不同设备结构及参数对产品质量及产量的影响，识别设备不同区域磨损情况，根据磨损区域进行表面强化，布置衬板，提高衬板使用寿命和利用率。

7. 圆锥式破碎机

适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，破碎比大，效率高，能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石、岩石。

通过EDEM仿真分析，预测破碎机不同参数对特定物料的破碎效果，识别设备不同区域磨损情况，根据磨损区域布置衬板，提高衬板使用寿命和利用率。

8. 球磨机

球磨机广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其他可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机的效率与有效容积、填充率、转速、磨矿介质形状等因素有关，实际设计过程中很难对这些因素调整使磨机效率最大化。

通过EDEM仿真，可以对不同因素影响下的磨机的破碎效果、磨损、功率等进行预测评估，从而优化磨机结构，提高磨机效率与性能。

9. 筛分机

通过EDEM模拟仿真，分析料层厚度、振动方式、振动频率对过筛率的影响，分析筛面磨损情况等。

目前矿山机械领域设计和研究的绝大多数产品都与颗粒有关，长期以来，对于设计和科研中遇到的颗粒问题主要依赖于样机试验及经验设计，无法揭示造成现有设计缺陷的根源。如现有采掘机的效率较低，不清楚造成低效率的机理和原因，改进设计具有一定的盲目性。对于像连续性采煤机这样的设备无经验可循，使设计的风险增大。传统设计依赖于试验验证，因而使产品开发周期增长，开发成本增加。

因此，颗粒行为预测在矿山机械设备具有广泛的应用前景。EDEM可以用来模拟掘进设备，输运设备和颗粒问题，并获得设备的受力情况。既可以评估设备工作效率，又能延长设备使用寿命。从而加深对矿物处理过程的理解，减少物理原型样机的制作与试验，在设计阶段对可能存在的问题进行规避，加快设计优化流程，推动产品创新。