崔雅楠

（山西潞安郭庄煤业有限责任公司， 山西 长治 046100）

引言

掘进机是进行矿山开采及隧道施工的重要设备，采用掘进机可以大幅提高掘进效率，并且具有安全、利于环境保护的特点。全断面的掘进机采用盘形滚刀的形式，通过将刀具挤压到岩层上进行旋转运动实现岩层的破碎，在进行作业的过程中，围岩的不同对于盘形滚刀的破碎程度具有重要的影响。在软岩层、破碎带、断层等不同的围岩状态下，盘形滚刀所面临的工况也各不相同，此时，应依据不同的围岩采取相应的措施，保证掘进的效率[1]。为进一步明确围岩对盘形滚刀的影响作用，针对不同的围岩因素对盘形滚刀的破碎效果进行分析，从而为完善掘进机的刀具提供参考。

1 盘形滚刀掘进数值模型的建立

盘形滚刀是进行掘进破碎的主要工具，对于较软的地层，常采用双刃盘形滚刀进行作业，而较为坚硬的地层，常采用单刃盘形滚刀。岩层的破碎主要分为三种不同的理论：一种是由于楔块作用引起的剪切破坏；二是由楔块作用产生的径向裂缝的延展造成延时的表面破坏引起的破碎；三是由于盘形滚刀的挤压造成岩层的剪切、挤压及张拉破坏的综合作用[2]。岩层主要的特性表现为非均匀性，强度具有一定的离散性，盘形滚刀在掘进过程中不是采用切割的方式，而是依靠液压油缸的推力挤压到岩石面上，在刀具旋转的过程中，将刀尖推入到岩石中进行岩石的破碎[3]。……