煤炭工程 ›› 2026, Vol. 58 ›› Issue (8): 158-167.doi: 10.11799/ce202608020
王长江,李恺峰,马 刚,郭 鑫,李鉴哲
1. 新汶矿业集团有限责任公司,山东 泰安 271233
2. 山东科技大学,山东
青岛 266590
摘要:
煤炭开采作业中,煤层内常赋存包裹体等硬质夹杂物,此类夹杂物的硬度普遍显著高于煤体基质。当采煤机滚筒截割含包裹体煤层时,易引发截割系统瞬时冲击载荷剧增、截齿异常磨损等问题,严重影响采煤机作业效率,亟需系统开展包裹体尺寸、空间分布位置及采煤机滚筒结构参数等关键因素对滚筒截割动力学特性、截割阻力特性及截齿受力特性的影响规律研究。本研究采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,系统探究了包裹体尺寸参数、空间位置参数及相邻截齿夹角对截割包裹体过程中参与截割截齿数量的影响规律;并以参与包裹体截割的截齿数量为关键中间变量,深入剖析了包裹体尺寸特征与采煤机滚筒截割特性之间的内在关联机制。研究发现,包裹体沿滚筒行进方向的尺寸对同时截割齿数影响显著,尤其在煤层中部时,较小包裹体即可引起较多截齿同时工作,导致载荷上升。增大相邻截齿夹角(如从15°增至25°)会使包裹体在垂直方向的最小尺寸要求提高约15%,从而减少同时接触的截齿数,有助于降低整体载荷。
中图分类号: