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硬岩非爆机械化采掘技术发展与展望
被引量：
2
1
作者
王少锋
石鑫垒
周子龙
《金属矿山》
CAS
北大核心
2024年第5期1-15,共15页
近年来,随着地下工程建设及资源开采规模不断扩大,硬岩机械化采掘技术和装备得到不断创新和发展。传统钻爆法因其危险性高、衍生破坏大,难以满足现代岩石工程发展需求。硬岩非爆机械化采掘技术以其安全、高效、经济、智能化进程快等优...
近年来,随着地下工程建设及资源开采规模不断扩大,硬岩机械化采掘技术和装备得到不断创新和发展。传统钻爆法因其危险性高、衍生破坏大,难以满足现代岩石工程发展需求。硬岩非爆机械化采掘技术以其安全、高效、经济、智能化进程快等优势已成为现代岩石破碎工程的主要发展方向。从岩石可切割性、机械刀具(破岩工具)和机械装备3个角度对硬岩非爆机械化采掘技术的发展现状进行了论述。研究表明:岩石可切割性从单一指标评价向多指标综合评价发展;机械刀具类型呈现多样化,刀具性能伴随合金技术和涂层技术的发展而不断提质,并且刀具的设计制造注重在刀具硬度、耐磨蚀性与冲击韧性间寻找最佳平衡点来提高刀具使用寿命;破岩机械装备正在逐步向大型化、重型化、智能化、多样化、精细化发展,以更好地实现硬岩的高效、安全、经济、精细化采掘。在上述分析的基础上,展望了硬岩非爆机械化采掘技术的未来发展方向,认为未来亟须攻克的难点有:①建立深部岩石破碎力学与能量模型,探寻深部硬岩高应力诱导利用与高储能调控方法,开发硬岩诱变改性降危增割协同破岩方法与技术;②明晰硬岩破碎过程的多场多相耦合及多尺度破裂、破坏、破碎过程,开发机械刀具、水力、热力等多源联合破岩技术及装备;③揭示深部破岩扰动诱发高储能岩体动力灾害的力学及能量机制,提出针对性的防控方法;④开发与岩体特性、地应力条件、破岩需求协同匹配的精细化智能破岩技术与装备,形成非爆机械化智能采掘方法与技术体系;⑤构建非爆机械化采掘全过程管理模式,完善硬岩非爆机械化采掘作业流程。通过以上研究攻关,有望促进非爆机械化采掘技术在硬岩工程中的规模化应用,实现硬岩的安全、高效、绿色、智能采掘。
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关键词
硬岩
非爆机械化
岩石可切割性
机械刀具
采掘设备
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职称材料
不同攻击角下镐型截齿线性切削破岩特性
被引量：
1
2
作者
石鑫垒
KAPEND Yav Jonathan
王少锋
《有色金属（矿山部分）》
2024年第6期133-140,共8页
深入探讨不同攻击角下镐型截齿线性切削破岩特性,以期优化截齿参数设计,提升破岩效率,降低能耗。构建镐型截齿破岩MatDEM数值模型,开展不同攻击角下线性切削破岩数值模拟,获得截齿力、裂纹扩展模式以及破岩效率等关键参数。结果显示,截...
深入探讨不同攻击角下镐型截齿线性切削破岩特性,以期优化截齿参数设计,提升破岩效率,降低能耗。构建镐型截齿破岩MatDEM数值模型,开展不同攻击角下线性切削破岩数值模拟,获得截齿力、裂纹扩展模式以及破岩效率等关键参数。结果显示,截齿平均切削力、法向力均表现出随着截齿攻击角度增加而增大;岩石破坏模式随着截齿攻击角的增加由张拉破坏为主转变为压剪破坏为主;在切削深度为12 mm时,岩石破碎效率的最优攻角为40°,在切削深度为15 mm时,岩石破碎效率的最优攻角在55°~60°。不同的攻击角会导致截齿与岩石之间产生不同的破坏模式,进而影响破岩过程中的能量转换与效率。本文研究结论可为镐型截齿的结构参数优化设计提供参考依据,提高悬臂式掘进机的采掘效率。
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关键词
镐型截齿
切削力
法向力
攻击角
裂纹扩展
破岩比能
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职称材料
题名
硬岩非爆机械化采掘技术发展与展望
被引量：
2
1
作者
王少锋
石鑫垒
周子龙
机构
中南大学资源与安全工程学院
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2024年第5期1-15,共15页
基金
国家自然科学基金项目(编号:52174099,51904333)
湖南省自然科学基金项目(编号:2021JJ30842)
湖南省研究生自主创新项目(编号:CX20230210)。
文摘
近年来,随着地下工程建设及资源开采规模不断扩大,硬岩机械化采掘技术和装备得到不断创新和发展。传统钻爆法因其危险性高、衍生破坏大,难以满足现代岩石工程发展需求。硬岩非爆机械化采掘技术以其安全、高效、经济、智能化进程快等优势已成为现代岩石破碎工程的主要发展方向。从岩石可切割性、机械刀具(破岩工具)和机械装备3个角度对硬岩非爆机械化采掘技术的发展现状进行了论述。研究表明:岩石可切割性从单一指标评价向多指标综合评价发展;机械刀具类型呈现多样化,刀具性能伴随合金技术和涂层技术的发展而不断提质,并且刀具的设计制造注重在刀具硬度、耐磨蚀性与冲击韧性间寻找最佳平衡点来提高刀具使用寿命;破岩机械装备正在逐步向大型化、重型化、智能化、多样化、精细化发展,以更好地实现硬岩的高效、安全、经济、精细化采掘。在上述分析的基础上,展望了硬岩非爆机械化采掘技术的未来发展方向,认为未来亟须攻克的难点有:①建立深部岩石破碎力学与能量模型,探寻深部硬岩高应力诱导利用与高储能调控方法,开发硬岩诱变改性降危增割协同破岩方法与技术;②明晰硬岩破碎过程的多场多相耦合及多尺度破裂、破坏、破碎过程,开发机械刀具、水力、热力等多源联合破岩技术及装备;③揭示深部破岩扰动诱发高储能岩体动力灾害的力学及能量机制,提出针对性的防控方法;④开发与岩体特性、地应力条件、破岩需求协同匹配的精细化智能破岩技术与装备,形成非爆机械化智能采掘方法与技术体系;⑤构建非爆机械化采掘全过程管理模式,完善硬岩非爆机械化采掘作业流程。通过以上研究攻关,有望促进非爆机械化采掘技术在硬岩工程中的规模化应用,实现硬岩的安全、高效、绿色、智能采掘。
关键词
硬岩
非爆机械化
岩石可切割性
机械刀具
采掘设备
Keywords
hard rock
non-blasting mechanized
rock cutability
mechanical cutters
mining and heading equipment
分类号
TD42 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
不同攻击角下镐型截齿线性切削破岩特性
被引量：
1
2
作者
石鑫垒
KAPEND Yav Jonathan
王少锋
机构
中南大学资源与安全工程学院
出处
《有色金属（矿山部分）》
2024年第6期133-140,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52474168,52174099)
湖南省自然科学基金项目(2021JJ30842)。
文摘
深入探讨不同攻击角下镐型截齿线性切削破岩特性,以期优化截齿参数设计,提升破岩效率,降低能耗。构建镐型截齿破岩MatDEM数值模型,开展不同攻击角下线性切削破岩数值模拟,获得截齿力、裂纹扩展模式以及破岩效率等关键参数。结果显示,截齿平均切削力、法向力均表现出随着截齿攻击角度增加而增大;岩石破坏模式随着截齿攻击角的增加由张拉破坏为主转变为压剪破坏为主;在切削深度为12 mm时,岩石破碎效率的最优攻角为40°,在切削深度为15 mm时,岩石破碎效率的最优攻角在55°~60°。不同的攻击角会导致截齿与岩石之间产生不同的破坏模式,进而影响破岩过程中的能量转换与效率。本文研究结论可为镐型截齿的结构参数优化设计提供参考依据,提高悬臂式掘进机的采掘效率。
关键词
镐型截齿
切削力
法向力
攻击角
裂纹扩展
破岩比能
Keywords
conical pick
cutting force
normal force
attack angle
crack propagation
rock-breaking specific energy
分类号
TD421.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
硬岩非爆机械化采掘技术发展与展望
王少锋
石鑫垒
周子龙
《金属矿山》
CAS
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同攻击角下镐型截齿线性切削破岩特性
石鑫垒
KAPEND Yav Jonathan
王少锋
《有色金属（矿山部分）》
2024
1
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