单齿冲击下硫化铁结核煤岩截割阻力研究

本文主要探讨了"不同工况下截齿冲击特性"这一主题，针对实际采矿中遇到的硬质煤岩（特别是含有硫化铁结核的）开采难题，研究者在基于单齿冲击的截煤机理基础上，构建了一个动力学模型。该模型将单齿的冲击速度和单齿楔入煤岩的角度作为关键的工况变量，通过采用高级动力仿真软件LS-DYNA进行模拟分析。 研究者共进行了九种不同的冲击速度和楔入角度组合的冲击动态仿真，重点关注了截齿在Z方向上所承受的截割阻力。研究结果揭示出截齿阻力与冲击参数之间的显著关系：随着冲击速度的提升，截齿的Z向截割阻力呈现出下降的趋势，这可能是因为更高的速度有助于更有效地破碎煤岩，降低阻力。另一方面，当单齿楔入煤岩的角度增大时，截割阻力则随之增加，且这种增长趋势表现出明显的二次抛物线特征。这意味着截齿楔入角度不仅影响阻力的大小，还影响其变化的速率。 硫化铁结核的存在是硬质煤岩开采的一个挑战，因为它增加了岩石的硬度和复杂性。通过模拟分析，研究人员能够更好地理解这些工况条件下的机械行为，为改进采煤设备的设计、优化采掘策略以及提高开采效率提供了重要的理论依据。此外，利用LS-DYNA这样的仿真工具，可以在不进行实际物理试验的情况下，预测和评估不同参数组合对截齿性能的影响，降低了实验成本，提高了科研的精度和效率。 关键词包括“硫化铁结核”、“单齿冲击”、“LS-DYNA”、“楔入角度”和“截割阻力”，这些都是研究的核心概念和技术手段。整个研究工作对于提升煤炭工业的开采技术具有实际应用价值，并为深入理解矿山开采过程中的力学行为提供了宝贵的数据支持。