基于SPH方法的大块煤冲击破碎数值模拟

为研究大块煤在钎杆冲击下的破碎效果，引入RHT混凝土本构模型材料来模拟大块硬煤（压缩强度35MPa），并基于光滑质点流体动力学（SPH）方法建立了钎杆冲击大块煤的三维仿真模型。分析比较了大块在静压、纯冲击和冲压组合作用下的破坏程度，以及平头和圆锥形钎杆冲击效果的差异。仿真结果表明：平头钎杆在30MPa压力、15m/s速度或是其组合作用下，均无法使大块产生有效破坏；平头钎杆在200m/s的超高速下可使大块产生彻体破坏，但实现钎杆高速运动困难；圆锥钎杆在30MPa压力和15m/s速度的冲压作用下，使大块产生了较大范围的锥形失效，远高于常规液压破碎锤的单次冲击破坏程度。锥形钎杆、高压高速是破碎硬质大块煤的一种有效方法，可在较少作用次数下实现破碎，验证了低频重载破碎大块的可行性。