截齿破岩机制及截线间距优化试验研究

摘要：

根据截齿侵入岩石的断裂特征和相关试验数据,分析了破岩机制及不同截线间距对破岩效果的影响.在单刀旋转截割试验平台上,以不同切削深度和截线间距进行组合试验,并结合比能耗、粗度指数及截割载荷3个评价指标,对截线间距进行优化,研究截割该类型砂岩时截线间距与切削深度的最佳比值.试验结果表明,岩石在单齿旋转截割作用下的破碎过程大致可以分为初始压碎区细粒岩屑生成、密实核形成并储能、各向裂纹的扩展与连通、断裂体崩落、二次压碎区细粒岩屑生成5个阶段,且岩屑的断裂是以拉伸为主并伴随着挤压和剪切的共同作用;在最佳截割条件下,粗度指数较高,岩屑成块率增加,且比能耗低.通过分析岩石破碎过程及对截线间距的优化,可为掘进机破岩机制研究及截齿布置提供参考.

关键词：旋转截割、破岩机制、刀间距优化、比能耗、粗度指数

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分类号：TU454;TD231.1(土力学、地基基础工程)

资助基金：山西省基础研究计划项目No.2015011061;国家高技术研究发展计划863计划资助项目No.2012AA06A405;山西省煤矿装备研究生教育创新中心项目No.MKY2011-004.This work was supported by the Basic Research Project Program of Shanxi No.2015011061,the National High-tech R&D Program of China 863 Program2012AA06A405 and the Coal Mine Equipment Research of Postgraduate Education Innovation Center of Shanxi Province MKY2011-004.

在线出版日期：2016-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2172-2179,2186