高压水射流切割技术和磨料水射流切割技术的机理分析与研究

分析了水射流切割技术和磨料水射流切割技术的切割过程 ,列出了切割时的切割参数 ,定性分析了磨料水射流的切割机理和磨料水射流切割的主要相关规律。     

磨料水射流切割煤岩的机理研究

从建立单个质点的冲击模型及冲击力分布出发，结合煤岩的脆性特性，分析研究了磨料水射流切割煤岩的特点和机理及提高磨料水射流切割效果的基本方法。     

磨料水射流切割方程的研究

建立了一个新的磨料水射流切割方程,该切割方程与切割深度有关,即建立一个关于切割深度的函数关系式,该切割方程能用来预测射流所形成切槽的形状和尺寸。通过这种方法建立的切割方程将会含有较少的实验统计参数,能简化实验数据的分析过程,也增加了对切槽形状和尺寸进行预测的准确性。     

矿用前混合磨料水射流喷嘴设计

对前混合磨料水射流喷嘴进行了研究,应用流体力学理论对喷嘴内磨料粒子的加速机理进行了分析,根据理论分析,设计了2种矿用前混合磨料水射流切割设备上使用的喷嘴,对2种不同几何形状、不同几何参数的喷嘴进行了切割试验,切割试验表明设计的喷嘴达到预期效果,根据理论分析和试验结果综合考虑切割质量、加工成本、使用寿命等因素,确定了井下安全切割磨料水射流设备用喷嘴内径为0.8 mm,圆柱段长度为6 mm,内锥面锥角略小于30°。     

磨料水射流切割深度的神经网络模型

在磨料水射流切割混凝土实验基础上,应用BP人工神经网络理论,建立了基于射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度等射流参数的磨料水射流切割深度模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,验证模型具有一定的精度,为实际的运用和进一步研究提供了参考。     

磨料水射流切割技术在矿山安全中的应用研究

简要介绍了磨料水射流切割技术在矿山安全工程中的应用研究,认为前混合磨料水射流切割技术使用方便、安全高效,为井下安全生产提供了保障,在井下安全生产中具有广阔的应用前景.     

磨料水射流表面波模型

对磨料水射流切割过程的特征进行了描述 ,并对射流切割形成的表面波纹建立了模型 ,该模型建立了表面波纹度Ry 与射流切割深度h间的关系 ,同时 ,模型建立过程中还考虑到了切割宽度变化对表面波纹的影响 ,从而进一步增强了模型的准确性 ,该模型为进行切口质量分析提供了条件。     

煤矿井下磨料水射流切割机的应用及发展趋势

煤炭开采过程中产生的瓦斯、煤粉等危险物质极易诱发火灾甚至爆炸事故,提出采用磨料水射流切割技术进行煤矿生产中的设备切割、拆除与回收等安全应用。分析了磨料水射流切割技术的技术分类及适用场合,阐述了其冷切割特性在强化瓦斯抽采、巷道掘进、安全生产保障、资源回收利用、废弃设备处置及在应急切割与救援中的适用性。针对目前磨料水射流切割装置在煤矿井下应用中存在的问题,从装置通过性、水电保障、执行机构、监督管理等方面给出了具体建议。

     

煤矿井下危险环境磨料水射流切割技术探讨

对磨料水射流切割特性和机理进行了探讨 ,根据煤矿井下瓦斯爆炸的机理和对各种切割方法进行井下切割的利弊分析 ,说明了利用磨料水射流在煤矿井下进行切割的优点。并结合理论和实践经验 ,设计了适合于煤矿井下高瓦斯环境的磨料水射流切割系统。     

高压磨料射流割缝技术及其在防突工程中的应用

分析了煤层巷道煤与瓦斯突出机理,提出了整体卸压理念,开发了高压磨料射流割缝防突技术并且在煤层巷道掘进工作面进行了实际应用.应用结果表明：该技术可用于具有突出或冲击危险的煤层,可以使钻孔之间相互沟通,造出缝隙,使煤体得到充分卸压、煤体中的瓦斯得到排放和应力得到解除,为掘进工作提供较为安全的工作环境.     

前混合磨料水射流在矿用高压胶管切割中的应用

煤炭生产过程中,高压胶管的应用十分广泛,一旦损坏更换比较困难。由于矿井下安全生产的要求,常用的切割方法又不能满足要求。笔者通过分析高压胶管经常出现的问题,提出了将前混合磨料水射流技术应用于切割高压胶管。实践证明,该技术不仅满足矿井下的安全使用要求,而且切割的效果好、效率高。     

准直管磨料射流喷头内流的数值模拟

基于多相流动的拉格朗日离散相模型,应用FLUENT软件对准直管磨料射流准直管静止不动、入口带圆锥收敛段的直管磨料喷头内部等温、不可压缩、稳态、液固湍流进行了数值模拟.连续相采用三维不可压缩稳态雷诺时均N-S方程,湍流模型采用标准的k-ε模型,代数方程组采用分离解方法,通过SIMPLE算法求解压力速度耦合;离散相采用拉格朗日方法追踪颗粒运动轨迹;收敛残差为10^-4.研究表明,喷头混合室内存在2个环形回流区,室内连续相呈非轴对称流动.当准直管磨料射流用于切割工作时,磨料入口应略靠近混合室的出口侧;用于超细粉碎工作时,磨料入口应略靠近混合室入口侧.     

煤矿井下磨料水射流切割剩余能量的研究

针对煤矿井下进行磨料水射流切割的安全性问题,基于能量原理,建立了前混合式磨料水射流切割一定深度时的剩余能量方程。通过计算其剩余能量,可得到使被切割物料碎片产生温升的能量,进而可以判断该切割技术是否会引起爆炸,从而验证其安全性,为磨料水射流切割技术在煤矿井下的应用提供了理论依据。     

前混合式磨料水射流喷嘴外流场仿真与实验

通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型,对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析.结果表明,在喷嘴其它几何条件相同的情况下,出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大,出口直径越大,出口速度越小;在一定程度上将混合管适当地加长,可以提高磨料射流在喷嘴出口处的速度;磨料水射流最佳的切割距离为喷嘴出口直径的2.0～5.0倍.磨料水射流切割靶体实验结果与靶体冲击仿真结果基本吻合.