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矿用铣挖机施工过程中,镐齿排列在矿用铣挖机铣削头上。铣削岩石时,矿用铣挖机头上的截齿与岩体接触,矿用铣挖机机械铣削力通过铣削头本身的旋转和悬臂的摆动传递到岩体表面,从而剥离和切割岩石。
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矿用铣挖机内蒙古露天煤矿开采

发布时间:2022-04-27 13:45:54

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矿用铣挖机施工过程中,镐齿排列在矿用铣挖机铣削头上。铣削岩石时,矿用铣挖机头上的截齿与岩体接触,矿用铣挖机机械铣削力通过铣削头本身的旋转和悬臂的摆动传递到岩体表面,从而剥离和切割岩石。

矿用铣挖机施工过程中,镐齿排列在矿用铣挖机铣削头上。铣削岩石时,矿用铣挖机头上的截齿与岩体接触,矿用铣挖机机械铣削力通过铣削头本身的旋转和悬臂的摆动传递到岩体表面,从而剥离和切割岩石。矿用铣挖机类似于铣削或钻孔工具,运动形式分为铣削和进给。

根据切割破碎理论,由于岩石的不均匀性和岩石破坏过程从弹性到塑性到破坏的变形,其铣削破碎过程呈现跃进的特点,以单个液压铣挖机镐齿铣削岩为研究对象,从岩石铣削的典型特征,矿用铣挖机镐齿铣削岩石过程分为变形阶段、裂纹开发阶段、压密核形成阶段和岩石块崩塌阶段。

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1.变形阶段。

1958年,通过刨削实验研究,L.Evans认为,当截齿给岩体的拉应力超过岩体的抗拉强度时,截齿压入岩体。假设镐齿尖是具有一定曲率的球体,根据赫兹剪应力分布理论,截齿齿尖和岩石接触点的剪应力为零,岩石上的剪应力随着距离的增加而增加,岩石上一点的剪应力达到最大值,然后随着接触点距离的增加,剪应力开始下降。最大拉应力出现在齿尖和岩石接触面边界旁边的某一点。

2.裂纹开发阶段。

随着矿用铣挖机铣削力的增加,当作用在岩石上的拉应力达到并大于岩石的抗拉强度时,接触点上的岩石在拉应力下被拉开,出现赫兹裂纹;当接触点上的剪应力大于岩石的抗剪强度时,岩石错开,出现剪切裂纹。

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3.压密核形成阶段。

1962年,A·H·Bepon(别隆)通过高速摄影对煤岩切割进行了实验研究,认为压缩核先形成,然后在压缩核边缘产生剪应力断裂。随着切削力的不断增加,剪切裂纹和赫兹裂纹在自由面上相交。破碎的岩粉在切割齿的运动挤压下形成密实核,压力作用于切割齿尖周围的岩壁。一些岩粉在切割齿的高速旋转下从岩石和前刃之间的间隙中射流,这也是矿用铣挖机铣削过程中空气中粉尘的主要来源。

4.岩体崩塌阶段。

随着载荷的持续增加,镐齿继续向前移动,在切割核封闭时,当岩石压力超过一定值时,切割裂缝逐渐延伸,岩石块崩溃,此时切割齿瞬间切割岩石,载荷突然迅速下降,完成完整的跃进矿用铣挖机铣削破碎岩石过程。

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在对机械破岩的研究中,Rock-wheel铣床的学者I.evans在20世纪60年代初提出了最大的拉应力理论;日本学者西松在20世纪70年代初提出了最大的剪应力理论;截齿破岩机理的基本理论是岩石破碎和断裂力学,但断裂力学更适合脆性材料(如煤)。总体而言,相关理论需要改进。泥砂岩和砂泥岩在变形破坏过程中具有明显的塑性变形,岩体破坏是一个非常复杂的过程。因此,认为矿用铣挖机铣削截齿铣削泥砂岩和砂泥岩时,剪应力和拉应力发展较大,最终破坏形式明显受岩体本身结构表面的影响。

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