Процесс резания хрупких углей и пород одиночным резцом горных машин рассматривается, в отличие от общепринятого интегрального подхода, дифференцированно, с позиций формирования последовательных элементарных сколов, составляющих срез. Процесс формирования элементарного скола во времени рассматривается в виде последовательно сменяющих друг друга фаз. Ввиду сложности и многофакторности процесса предпочтение отдается экспериментальным стендовым исследованиям с использованием эталонных резцов, изотропных материалов и реальных блоков пород. Показано существенное влияние на значения параметров сколов времени действия статических сил, особенностей формирования полей напряжений в подрезцовой зоне массива и условий возникновения и развития магистральных трещин в околорезцовых зонах массива в процессе резания. Принятый фазово-энергетический метод анализа процесса, который наиболее полно соответствует структуре исследуемого процесса, позволил выявить более значимое, чем считалось ранее, влияние на процесс резания, изменчивости скорости резания и запаса потенциальной энергии в приводе резца. Высказано предположение о возможности целенаправленного формирования параметров элементарных сколов. Предложены новые способы повышения эффективности процесса резания углей и горных пород, в частности снижения максимальных нагрузок и удельного расхода энергии. Указана возможность снижения измельчения горной массы и пылеобразования.

The paper considers the cutting of brittle coals and rocks by a single cutter of a mining machine, in contrast to the generally accepted integral approach, different from the standpoint of the formation of successive elementary bursts that make up the cut. The process of the formation of an elementary bust in time is viewed as successive phases. Due to the complexity and multi-factor nature of the process, preference is given to experimental bench studies using reference cutters, isotropic materials, and real rock blocks. The bursting parameters values greatly influence the time of static forces action, the peculiarities of the formation of stress fields in the undercutter zone of the rock mass and the conditions for the emergence and development of main cracks in the near-cut zones during the cutting process. The accepted phase-energy method of analyzing the process, which most closely matches the structure of the studied process, revealed a more significant, than previously expected, effect on the cutting process, variability of cutting speed and potential energy reserve in the cutter drive. The paper discusses the possibility of purposeful formation of the parameters of elementary bursts. It describes new ways to improve the efficiency of cutting coal and rocks, in particular, reducing the maximum loads and specific energy consumption. It also considers the possibility of reducing the grinding of the rock mass and dust formation.