为解决硬煤层卸压范围小、增透效果差等难题，基于水动力柔性刀具破煤卸压增透技术，在末端刀齿动能恒定时，优选末端刀齿质量与冲击速度组合，提高能量利用率和破煤效率。为此，开展了柔性刀具冲击破煤实验，分析了不同末端刀齿质量和速度条件下煤体破碎质量和平均破碎深度；采用颗粒流数值模拟方法建立了柔性刀具末端刀齿冲击破煤模型，分析了破煤过程中煤体能量和裂隙演化规律，揭示了末端刀齿质量、冲击速度对柔性刀具冲击破煤效果的影响机制。结果表明：末端刀齿动能恒定时，随着刀齿质量的减小，冲击速度的增大，煤体破碎质量和平均破碎深度均呈现先增加后降低的趋势；煤体张剪破碎区面积、总裂隙数和轴向主裂隙最深处距离煤体表面的长度均呈现出先增加再降低的趋势；末端刀齿接触煤体后，刀齿动能迅速降低，主要转化为煤体可释放应变能和摩擦能，应变能的积聚释放导致大量裂隙在刀齿正下方生成，形成半圆状张剪破碎区，在张剪破碎区周边裂隙胶结薄弱处形成应力集中，裂隙贯通形成主裂隙向四周扩展；当末端刀齿动能为60.3J时，刀齿冲击速度38.8m/s、质量0.08kg，煤体破碎效果最优。随着末端刀齿冲击速度的增大，单位时间内作用于煤体能量密度增大，但冲击力减小，导致煤体应变能峰值呈现出先增大再降低的趋势，在应变能峰值最大时，煤体破碎效果最好。

1 柔性刀具冲击破煤试验
1.1 实验原理和系统
1.2 柔性刀具破煤实验系统
1.3 实验方案
1.4 实验结果分析
1.4.1冲击参数
1.4.2破煤效果
2 数值模拟
2.1 平行黏结模型
2.2 细观参数标定
2.3 柔性刀具不同侵入速度数值计算模型
2.4 数值模拟方案
3 柔性刀具破煤规律研究
3.1 柔性刀具冲击破煤裂隙扩展与应变能的关系
3.2 不同冲击速度下的破煤结果分析
4 结论