采煤机截齿截割角度不同对煤岩破碎率的影响分析

贺 龙，李治毅

（晋能控股煤业集团北辛窑矿，山西 忻州 036700）

引言

采煤机作为综合机械化采煤的关键设备，其截割性能对于采煤作业的效率具有直接的影响。滚筒式采煤机具有功率大、产量高的优点，是广泛使用的采煤机类型[1]。在滚筒式采煤机作业的过程中，截割部是进行煤岩截割作业的机构，截齿作为直接的接触零件，其工作环境恶劣，截齿与煤岩接触时的楔入截割角度的不同，对于煤岩造成的破坏作用不同，从而影响到采煤作业的破碎率不同。基于离散元分析的方式，对不同楔入截割角度的截齿工作过程进行模拟，探寻截割角度对破碎率的影响规律，从而选择最优的截割角度参数，提高采煤机的作业效率[2]。

1 截齿不同截割角度截割模型的建立

在截齿进行煤岩截割的过程中，楔入截割角度的不同影响到截割阻力的不同。截齿不同的楔入截割角如图1所示，在楔入截割角为0°时（图1-1），截齿的齿尖可以较为容易地切入煤岩，但在实际应用中，这种方式会造成截齿与煤岩的剧烈摩擦，截齿的磨损剧烈，煤层受到较大的拉伸及剪切作用，产生较大的粉尘。此时产生较大的截割阻力，截割比能耗增加。为了减小截齿的磨损，常采用楔入截割角β>截齿半锥角α的设计（图1-2），此时进行截割作业时，截齿通过挤压形成煤岩的裂纹，通过剪切及拉伸作用对煤岩造成破坏，减小了截割阻力及截割比能耗。当楔入截割角β>90°-α时（图1-3），此时截齿与煤岩的作用力指向岩层内部，造成截割阻力、粉尘量较大。在使……