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不同围压和节理特征下盘形滚刀破岩数值的研究.pdf
第39卷第7期 煤 炭 学 报 Vol.39 No.7 2014年 7月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY July 2014 - 谭 青,张旭辉,夏毅敏,等.不同围压与节理特征下盘形滚刀破岩数值研究[J].煤炭学报,2014,39(7):1220 1228.doi:10. 13225/ ki.jccs.2013.1060 Tan Qing,Zhang Xuhui,Xia Yimin,et al.Numerical study onbreakingrockby disc cutter at different confiningpressure andjoint charac- - teristics case[J].Journal of China Coal Society,2014,39(7):1220 1228.doi:10.13225/ ki.jccs.2013.1060 不同围压与节理特征下盘形滚刀破岩数值研究 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 3 谭 青 ,张旭辉 ,夏毅敏 ,朱 逸 ,易念恩 ,张 佳 (1.中南大学 机电工程学院,湖南 长沙 410083;2.高性能复杂制造国家重点实验室,湖南 长沙 410083;3.湘潭大学 机械工程学院,湖南 湘潭 411105) 摘 要:为了研究围压、节理特征对盘形滚刀破岩的影响,采用颗粒离散元法建立了不同围压、节理 特征下的盘形滚刀破岩模型并进行数值仿真,研究不同围压与节理特征下对应的破碎模式、破岩比 能耗和裂纹数目。 研究表明:盘形滚刀破岩时,随着围压与节理特征的变化,会呈现4种破碎模式; 其中当围压为50 MPa,节理间距小于60 mm 以及节理倾角在30°附近时呈围压促进破碎模式,该 破碎模式类似于岩爆,破岩比能耗极低;当围压和节理间距一定时,比能耗随着节理倾角的增大先 减小后增大,且在30°时取得最小值;当围压和节理倾角一定时,比能耗随着节理间距的增大而增 大;当节理间距一定时,节理倾角在0°,90°附近时,比能耗随着围压的增大而增大。 而当节理倾角 在15°~75°时,比能耗随围压由1MPa增加到25 MPa 时而增大,由25 MPa增加到50 MPa 时而减 小;另外,破碎模式、比能耗和裂纹数目三者关系密切,其中比能耗和裂纹数目之间的变化趋势相 反。 关键词:盘形滚刀;围压;节理间距;节理倾角;破碎模式;比能耗;裂纹数目 - - - 中图分类号:TP391．9;U455．3 文献标志码:A 文章编号:0253 9993(2014)07 1220 09 Numerical study on breaking rock by disc cutter at different confining pressure andjoint characteristics case 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 3 TAN Qing ,ZHANG Xu-hui ,XIA Yi-min ,ZHU Yi ,YI Nia
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