不同围压与节理特征下盘形滚刀破岩数值研究

发布时间：2019-03-02 17:05

【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1 MPa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。
[Abstract]:In order to study the influence of confining pressure and joint characteristics on the rock breaking of disc hob, the rock breaking model of disc hob under different confining pressure and joint characteristics is established by particle discrete element method and numerical simulation is carried out. The fracture modes corresponding to different confining pressure and joint characteristics are studied, and the specific energy consumption and the number of cracks are also studied. The results show that with the change of confining pressure and joint characteristics, there are four crushing modes when disc hob breaks rock. When the confining pressure is 50 MPa, the joint spacing is less than 60 mm and the joint dip angle is about 30 掳. The fracture mode is similar to rock burst, and the specific energy consumption is very low. When the confining pressure and joint spacing are fixed, the specific energy consumption decreases first and then increases with the increase of joint inclination angle, and reaches the minimum value at 30 掳, while the specific energy consumption increases with the increase of joint spacing when the confining pressure and joint pitch are fixed. When the joint spacing is constant, the specific energy consumption increases with the increase of confining pressure when the joint inclination is near 0 掳and 90 掳. When the joint inclination angle is 15 掳~ 75 掳, the specific energy consumption increases with the increase of confining pressure from 1 MPa to 25 MPa, and decreases from 25 MPa to 50 MPa. In addition, the specific energy consumption and the crack number are closely related to the breaking mode, and the change trend between the specific energy consumption and the crack number is opposite.
【作者单位】： 中南大学机电工程学院;高性能复杂制造国家重点实验室;湘潭大学机械工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB035401) 国家自然科学基金资助项目(51274252,51074180)
【分类号】：U455.3

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2433267