国内外关于水煤浆性能的影响因素研究主要集中在制浆煤质、粒度级配和添加剂三个方面,且现有粒度级配模型,均是通过颗粒大小、数量计算推导出堆积效率数学模型,未考虑颗粒形态因素的影响,不能充分诠释颗粒堆积效率对浆体流动性能的影响。本文在探究颗粒形态的表征指标和检测方法基础上,重点研究了颗粒形态因素对水煤浆性能的影响,研究内容主要包括:颗粒形态表征指标和检测方法的优选;破碎和研磨方式对煤炭颗粒形态的影响;窄粒级颗粒的形态变化对水煤浆性能的影响;立式搅拌磨全粒级整形对水煤浆性能的影响等。并借鉴水泥行业的可压缩堆积模型,通过引入煤浆颗粒圆形度参数,重新定义了颗粒剩余堆积效率的计算方法,建立了关联颗粒形态参数的煤浆颗粒堆积数学模型。本文主要结论如下:1)优选了煤颗粒形态的表征指标和检测方法,发现颗粒的圆形度和长径比能够较好的反映颗粒的形貌特征,动态颗粒图像分析仪能够快速得到大量颗粒的形态参数统计值。2)研究了破碎和研磨方式对颗粒形态的影响,发现锤破与辊破方式相比,锤式破碎得到的煤颗粒圆形度较高,长径比较小,特别是在0.45-0.25mm粒级段颗粒,形态差异明显;棒磨与球磨方式相比,棒磨研磨得到的煤颗粒圆形度较小,长径比较大,特别是在0.25-0.15mm粒级段,颗粒形态差异明显。机理分析认为棒磨研磨为线接触而球磨研磨为点接触。3)采用控制变量的实验方法,探究窄粒级颗粒形态对水煤浆性能的影响规律。选取0.25-0.15mm的窄粒级为代表,与细浆混合进行成浆性实验研究,结果表明:随0.25-0.15mm粒级颗粒圆形度的提高和长径比的减小,煤浆表观黏度降低,煤浆流动性增大。4)采用立式搅拌研磨设备对煤浆全粒级进行整形研究,发现搅拌研磨能够有效提高煤颗粒圆形度,降低颗粒长径比。实验室搅拌研磨整形的最佳工况为:研磨介质6-6.5mm陶瓷球,搅拌转速150r/min,研磨时间5min。提出以立式搅拌磨为核心设备,优化全粒级颗粒形态制备高性能水煤浆的方法。5)基于可压缩堆积模型,将工业煤浆颗粒分为1.0-0.45mm、0.45-0.25mm、0.25-0.15mm、0.15-0.075mm、0.075-0.005mm五个粒级并测定各粒级圆形度参数,引入了颗粒的圆形度参数,重新定义了剩余堆积效率的表达式,建立了关联颗粒形态参数的煤浆颗粒堆积模型;用该模型可进一步推导出堆积效率与制浆浓度的数学表达式,可用于工业制浆浓度的预测。