加载煤的钻石珠线锯切割的三维切削力模型及实验研究

钻石珠线锯切割煤层技术是通过在煤层内形成内部裂缝来缓解压力和增强渗透率的有效方法。然而，目前对于加载煤体中切削力模型缺乏坚实的理论指导，使得在地下条件下准确预测切削力变得困难。本研究建立了加载煤体的线锯切割三维切削力模型。同时，使用自制的实验装置进行了加载煤切割的对比实验。研究结果表明，在加载煤体的线锯切割过程中，通过改变煤体两侧的载荷，增加单个磨粒的切削深度会改变单个珠子不同方向上的磨粒去除模式。这导致从塑性变形向脆性变形的转变，并扩大了线锯两侧的切削接触面积。这些方面的相互作用改变了线锯对加载煤体施加的切削力。实验结果表明，在高载荷条件下，线锯切割时对煤的切削力进一步增加。这表明切削范围扩大的作用在增大切削力方面比去除模式变化导致的减少更为显著。这些发现为线锯煤切割技术的工艺设计提供了宝贵的理论参考。