截齿侵入角度对重力式竖井掘进机掘进滚筒旋转破岩机理影响研究

来源：黄金科学技术杂志2026年第1期北京时间：

作者：霍诚, 郑典涛, 杨志, 焦华喆, 刘晓辉, 孙金宇, 韩玉龙, 刘自扬

单位： 山西汾西矿业集团南关煤业有限责任公司，山西 晋中 030600, 河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454003, 华北科技学院安全工程学院，河北 廊坊 065201

摘要：为了明晰截齿侵入角度对重力式竖井掘进机掘进滚筒旋转破岩机理的影响，采用数值模拟与相似试验相结合的手段，对不同截齿侵入角度下掘进滚筒旋转破岩展开一系列研究。开展了滚动截齿破岩有限—离散元（FDEM）数值模拟，总结了不同截齿侵入角度对重力式竖井掘进机滚动截齿破岩机理的影响规律；通过相似试验，进一步验证了不同截齿侵入角度下截齿破岩机理，同时验证了数值模拟的合理性。结果表明：随着截齿侵入角度的增加，岩石主要破坏形式以拉伸为主，剪切为辅；岩石破碎体积随之增大的幅度较小，截齿破岩作用力随之减小；破碎比能逐渐降低，截齿破岩效率越高。该研究为实际竖井施工提供了有效参考。

关键词：重力式竖井掘进机,有限—离散元,裂隙演化,破碎比能,相似试验

基金资助：国家重点研发计划项目“金属矿深部规模化安全高效连续智能开采技术与装备”(2023YFC2907203)