煤系节理化岩层全断面挤压破岩模拟研究

为了明确煤系节理化岩层中全断面挤压破岩掘进机适应性问题,依托某矿现场工程地质条件建立节理化岩层颗粒流模型,研究分析节理化地质特征对挤压破岩的影响,以及不同挤压接触角度下破岩行为与特征,指出细观力链构成的关键承载结构,是不同节理角度岩体宏观力学行为的关键主控因素。发现滚刀法向推力曲线具有显著的单峰特征,岩体内部拉破坏产生的胶结破坏数目远大于剪破坏产生的胶结破坏数目;平行节理与垂直节理的挤压破岩模式主要为纵深方向裂隙发育,与节理面呈一定角度时破岩模式主要为沿节理面沿伸发育;综合来看,平行节理方向掘进时,能够充分利用节理面弱胶结力学特性,使岩体快速劈裂破碎;与节理面呈一定角度时,特别是达到结构面破坏准则线时,挤压破岩裂隙发育形态不利于岩体破碎掉落,导致破岩效率降低、刀盘出现振荡;最后提出全断面挤压掘进机应当尽量沿岩层起伏而起伏,避免与岩层节理具有一定角度地前进。

地应力对TBM破岩的影响研究

TBM刀具滚压破岩是冲击挤压和切削破坏的复合运动，本文以挤压破岩或以切削破岩分别进行分析研究。忽略较小的地应力时，较小的弹性模量E，较大的柏松比斗对发生挤压破岩有利；地应力对挤压破岩不利，提高了岩石的抗挤压强度；地应力作用下，掌子面岩石产生较大的变形能，对切削破岩有利。