硫化铁结核煤岩中截齿冲击特性研究

"该文是关于采矿工程领域的一项研究，主要探讨了在不同工作条件下，截齿冲击特性的变化，特别是在处理含硫化铁结核的硬质煤岩时的困难。研究人员基于单齿冲击的截煤机理，构建了单齿冲击的动力学模型，并通过LS-DYNA软件进行了动态仿真，分析了截齿的Z向截割阻力与冲击速度、楔入煤岩角度的关系。实验结果显示，截割阻力随速度增加而下降，随楔入角度增大而上升，且阻力与楔入角度的关系近似于二次抛物线。" 文章详细介绍了针对含硫化铁结核的硬质煤岩开采问题的研究，这在实际采矿作业中是一个常见的挑战。作者赵维国等人首先建立了一个基于单齿冲击的理论框架，这是理解截齿如何切割煤岩的基础。他们创建的动力学模型考虑了两个关键的工作条件变量：单齿的冲击速度和楔入煤岩的角度。 通过使用LS-DYNA，一种先进的显式动力学仿真软件，研究团队模拟了九种不同的组合情况，以观察截齿在这些工况下的表现。实验结果表明，当冲击速度增加时，截齿遇到的Z向截割阻力（即垂直于切割方向的阻力）呈现下降的趋势，这可能是因为更快的速度允许截齿更有效地穿透煤岩，减少了摩擦和阻力。另一方面，随着单齿楔入煤岩角度的增大，截割阻力显著增加，这可能是由于更大的楔入角导致了更大的剪切力和接触面积，从而增加了阻力。有趣的是，对于三种不同的冲击速度，截割阻力与楔入角度的关系都大致符合二次抛物线规律，这意味着存在一个最佳的楔入角度，可以最小化阻力。 这些发现对于优化采矿设备的设计和操作具有重要意义。了解截齿在不同工况下的性能可以帮助设计出更有效的截齿，改进开采效率，减少能耗，并可能减少设备的磨损。此外，这些研究结果还可以指导现场操作，例如调整采煤机的速度和角度，以适应特定的地质条件，从而提高开采的安全性和经济效益。 关键词：硫化铁结核、单齿冲击、LS-DYNA、楔入角度、截割阻力，反映了研究的核心内容和技术手段。这些关键词揭示了研究的针对性问题，所采用的数值模拟工具，以及关注的主要物理参数，为后续的采矿工程研究提供了参考。