煤矿井下用磨料水射流切割装置设计及试验研究

分析了前混合式磨料水射流切割技术在煤矿井下使用的安全性,设计研制了煤矿井下使用的轻便式水射流切割系统,在现场开展了切割支护锚杆锁具,诱导顶板冒落的试验研究。结果表明,磨料水射流切割材料安全性好,研制的装备使用可靠,达到了安全诱导放顶的效果,为煤矿坚硬顶板放顶提供了新的技术途径和方法。     

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.     

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°。     

矿用磨料水射流切割机的关键部件设计与研究

根据煤矿井下工况条件,采用前混合磨料水射流切割技术,设计开发了一种可井下切割作业的KMQ-3.5/15型矿用磨料水射流切割机,重点说明了系统结构原理,对核心关键部件的高压磨料容器和水射流喷嘴进行了详细的选型设计计算,研究分析了喷嘴内部结构型式和材料性能等关键技术问题。经试验验证,该设备切割速度快,切口成形好,安全可靠,为水射流技术的进一步开发与应用提供了参考价值。     

应用高压水射流风机治理采煤工作面回风隅角瓦斯

介绍了GSF-80型高压水射流风机的工作原理、安装方法;通过对采煤工作面在回采过程中引起瓦斯涌出异常的分析,采用高压水射流风机安全、有效地解决了采面回风隅角瓦斯超限问题,找到了采煤工作面顶板不易垮落时治理回风隅角瓦斯积聚的途径,保证了安全生产。     

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。     

回采工作面上隅角水力压裂切顶技术及其应用

针对部分回采工作面上隅角难以及时垮落的难题,提出一种控制上隅角及时垮落的新方法即定向水力压裂法对上隅角顶板进行预裂切顶,使上隅角能够及时垮落。研究表明,该方法通过在工作面上隅角上部岩层中分段定向多次水力压裂使顶板产生多组裂隙,在工作面回采动压及煤柱支承应力的双重作用下上隅角顶板发生破裂从而实现及时切落。试验结果表明,采用定向水力压裂切顶后上隅角顶板能够及时垮落,最大悬顶面积均小于10m~2;同时,周期来压时机头支架工作阻力最大可降低27.6%,周期来压步距平均降低24.8%,有效降低了工作面上隅角的管理难度。     

煤矿井下磨料水射流切割机的设计及应用

 磨料水射流切割技术,是一种安全的“冷”切割技术,不会因产生火花而引起瓦斯爆炸事故。为满足煤矿井下的切割作业需要,设计并加工了便携式煤矿井下磨料水射流切割机。设备主体分为两部分,用一根高压软管连接,工人操作手持切割喷枪进行切割作业,切割速度可达40mm/min;通过压力表可以监测系统压力、喷嘴磨损、磨料用量等指标。该设备的使用实现了煤矿井下切割作业的安全进行。     

水致裂技术在综采工作面回风隅角的实践与应用

针对寸草塔二矿22115综采工作面回风隅角顶板坚硬,难以垮落或突然垮落造成瓦斯浓度超限而制约安全生产的现象,经过技术研究,决定实施水致裂技术对顶板进行预裂使其垮落。通过在22115综采工作面回风隅角钻孔设计参数、注水压力大小的不断优化和多次实践,目前已经取得了良好的效果,为保证综采工作面正常回采时顶板及时垮落和安全生产提供了一种简单、有效的绿色致裂技术。     

李雅庄煤矿水力压裂切顶技术应用研究

针对李雅庄煤矿工作面上隅角悬顶面积过大以及巷道超前段动压显著等技术难题,采用水力压裂切顶技术,使顶板岩层产生裂隙,破坏顶板岩层完整性,工作面回采后上隅角能够及时垮落,减小悬顶面积。工程实践表明,通过在工作面2-6112巷上隅角顶板应用水力压裂切顶试验,实现了上隅角顶板的及时垮落且周期来压步距缩短在10 m内,上隅角的悬顶面积小于10 m²。从而转移了顶板应力,减弱了两巷超前动压,最终实现了顶板卸压,保障了李雅庄煤矿的安全生产。     

前混和磨料水射流切割安全放顶研究

通过对前混合式磨料水射流切割的切割能力及在不同瓦斯条件下的切割安全性进行分析,认为利用前混合式磨料水射流切割技术可以解决目前坚硬及锚杆、锚索等支护顶板放顶难的问题。设计并建立了前混合式磨料水射流切割实验系统及实验方案,分析了切割能力的影响因素。     

磨料水射流切割钢丝胶管的研究

对井下常用零件-钢丝胶管的切割做了一些实验研究,实验采用前混合磨料射流进行切割,由于磨料水射流具有切割时无味、无气体产生、无火花、加工安全、振动小、噪声低等优点,使其有可能成为煤矿井下危险环境安全切割的适用技术。试验探讨了射流压力、磨料流量、喷射靶距和横移速度对切割深度的影响。     

Portable mixed abrasive water jet equipment for rescue in high gas mine shaft

In order to rescue a trapped miner and clean out roadways quickly in a high gas mine shaft after a mining mishap, a special portable cold-cutting equipment is needed. the main technology parameters were calculated according to the advanced cold-cutting technology of high pressure abrasive water jet and the portable mixed abrasive water jet equipment (PAWE) was designed to meet the needs of emergency rescue in high gas mine shafts. Tested the PAWE in a high gas environment, and the result shows that the maximum cutting depth of solid iron pipe is 18 mm and the recoilforce of the sprayer is 28.9 N under the conditions that actual cutting pressure is 29 MPa, starting target distance is 10 mm, cutting speed is 180 mm/min and concentration of abrasive is 32%. The course of the experiment in the high gas environment was smooth and continuous, without any explosion. The PAWE is easy to move and operate, but the nozzle which was worn badly in the sprayer should be changed every 8 minutes.     

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。     

综采工作面螺旋钻回收煤柱工艺

以纳林庙煤矿二号6-2110工作面为工程背景,就矿井前期生产时留设的25 m安全煤柱,以及开采过程中存在工作面上下端头架后悬顶及上隅角有害气体积聚隐患的现象,对综采工作面螺旋钻回收煤柱工艺应用方案进行探讨。利用井下综采工作面现有生产及运煤系统,研发出回收工作面两巷安全煤柱和解决工作面上下端头架后悬顶现象的一套螺旋钻机设备;并探索出针对此设备安装于工作面主辅运顺槽的工艺。分析认为,综采与螺旋钻机钻采双工艺相互衔接配合、平行作业,解决了工作面上下端头架后顶板悬顶的安全问题,还回收了原本计划丢弃的煤柱资源,提高了煤炭回收率,有利于提高回采率,对其他同类地质条件下的矿井生产有一定借鉴作用。     

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.