摘要：針對陜北侏羅紀厚硬煤層開采中存在的截割功耗高,截齒磨損嚴重,塊煤率低等問題,以超前水壓致裂改造硬厚煤層工程為背景,以形成的不同壓裂煤層為對象,建立壓裂煤層截割比能耗損傷模型,研究了壓裂煤層截割性能的變化規律和影響因素.結果表明,壓裂煤層的截割比能耗與壓裂損傷變量成對數關系;進一步采用ANSYS/LS-DYNA軟件分析,研究了不同壓裂煤層的截割能耗、截割阻力等參數的變化規律,得出壓裂煤層損傷變量與采煤機截割功耗及截割阻力成反比關系;在煤機截割條件相同情況下,壓裂煤層比原始煤層的截割能耗減小50%左右,截割阻力比原始煤層降低了20%;壓裂損傷程度越大,煤層截割比能耗越小.結合陜北4種工作面壓裂煤層條件,通過數值計算分析,給出不同工作面壓裂煤體損傷變量及截割能耗的變化規律.現場工業試驗研究表明,壓裂煤層與原始煤層相比較煤層開采具有節能降耗、提質增效等方面的作用,與理論模型計算結果一致.觀測表明,采煤機截割不同壓裂程度煤層的噸煤電耗、截齒及油脂消耗不同,損傷變量越大的壓裂煤層綜采截割性能越高;各壓裂工作面粉塵平均降低36.7%,壓裂煤層綜采工作面塊煤率平均提高26.5%.