掘进机截割卸压岩石时截齿力学特性研究 论文

钻孔卸荷是提高在高地应力作用下深部岩石掘进效率的主要措施，可有效降低围岩应力，提高掘进效率。钻孔卸荷后岩石产生应力转移、强度劣化且在岩体内部呈非线性分布，导致岩体的掘进特性发生变化。为保证对钻孔卸荷岩石的快速高效掘进，基于有限元分析软件研究不同参数作用对钻孔卸荷岩石掘进效率的影响。研究结果表明：在地应力为50 MPa的工作环境下，截割角度为30°时，截齿受到高地应力的持续作用，受力较大，不适于对卸荷岩石的掘进；截割角度为45°、60°时截齿三向受力明显减小，且随着截割参数的变化，截齿受力变化率在8%～54%。截割参数配比对截齿力学特性有较大影响，其中最佳掘进参数为截割角度60°、截割速度2 m/s、截割深度0.07 m；多齿模拟中，截齿间距为0.075 m时，截齿受力最小，且同步截割截齿在X向和Z方向受力最大特征值均小于异步截割截齿受力特征值，同步截割掘进效率高于异步截割。研究结果为高地应力卸荷岩石非爆式机械化连续开采提供理论依据。