结构面特征对镐型截齿侵入破岩特性影响的数值模拟

来源 :第十四届全国青年岩石力学与工程学术大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:apple41900
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  巷道掘进和采煤过程受到多种因素的影响,其中煤岩复杂的结构面分布是影响采掘效率的重要因素。采用离散元软件PFC2D 建立了结构面抗剪强度试验模型和截齿侵入模型,从结构面间距、结构面倾角和结构面抗剪强度三方面研究结构面特征对镐型截齿侵入破岩过程的影响。模拟过程记录了侵入力、碎屑体积、裂纹类型、数量和方向等信息,从微观角度解释了结构面特征对裂纹扩展的影响规律。模拟结果发现结构面对岩石裂纹扩展具有阻隔和导向作用,有利于裂纹向自由面扩展并形成岩屑;侵入过程首先形成拉裂纹为主的压碎区,无结构面时裂纹以拉破坏向深部扩展,而有结构面时裂纹以剪切破坏形式沿结构面扩展;随结构面间距、结构面倾角的增大,碎屑的形成和裂纹扩展所需侵入力随之增大,而结构面强度对碎屑形成和裂纹扩展方向影响较小,仅影响裂纹沿结构面扩展深度。
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