加旋元件参数对锥形磨料射流钻孔性能影响的试验研究

介绍了采用非标准螺旋形加旋元件形成的锥形磨料射流,利用建立的锥形磨料射流试验系统进行了钻孔试验,由于加旋元件是锥形磨料射流的技术关键,因此钻孔试验重点考察了加旋元件的流槽头数、导程及中心孔对钻孔性能的影响。结果表明,为达到较理想的钻孔效果,流槽头数取双头为宜、合适的导程一般在16～20 mm 及中心孔直径要大于3 mm,但应小于5 mm。     

旋转磨料射流钻孔装置的研究

针对目前"干式"钻孔的问题,提出并研制了旋转磨料射流钻孔装置。它能有效提高钻孔速度,降低钻孔过程中出现的着火、喷火等现象的几率,降低煤尘浓度,从而改善工人的工作环境,解决"干式"钻孔出现的问题。     

旋流磨料射流喷嘴磨损机理研究

从喷嘴的材质特性、磨料的特性、射流工作参数、加旋元件结构等方面对旋流磨料射流喷嘴磨损机理进行了分析和研究。结果表明:由于加旋元件的存在,不仅使射流结构带来质的变化,而且会给喷嘴的寿命带来影响。     

磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率研究

针对煤矿中穿硬质岩层钻孔预抽瓦斯时钻进困难这一问题,在理论分析孔底“凸台”的形成是导致传统旋转钻头钻进困难主要原因基础上,提出了磨料射流联合机械齿钻进硬岩新方法,即利用磨料射流强大的冲蚀能力,预先消除“凸台”,形成先导孔,进而改变传统旋转钻头钻岩机理,达到提高硬岩钻进效率目的。利用断裂力学理论与能量守恒原理揭示了磨料射流联合机械齿提高硬岩钻进效率机理。设计发明了一种破碎硬岩钻头,总成了一套联合钻进硬岩实验系统,并完成了一系列新技术与现有技术的对比实验研究。结果表明,相同条件下,钻头钻进效率较现有技术条件提高63%,承受轴向力与扭矩分别下降约15%和20%,钻头磨损明显减轻。     

高压磨料射流钻割一体化防突设备的研究

为了解决目前高瓦斯低透气性煤层消突困难的问题,从磨料射流的角度开发出一种新型防突设备.介绍了设备工作原理、设备总成,并通过实验室实验摸索了设备的主要运行参数,得出影响磨料射流割缝效果的主要因素--系统运行压力、割缝时间、磨料硬度及结构不规则程度.为设备进一步优化,提高割缝能力奠定基础.     

长壁开采切顶短壁梁理论及其110工法——第三次矿业科学技术变革

为了提升磨料水射流系统切割坚硬厚顶板的效率,利用数值模拟软件研究了喷嘴结构参数对磨料颗粒的速度及其分布的影响规律。结果表明：随着水喷嘴直径的增加,磨料的出口速度增大,在出口截面上,磨料颗粒主要集中在水射流外边界区域;当磨料入口角度和位置分别为60°和3 mm时,磨料颗粒的速度最大,轴线区域集中度最好。基于以上规律,对影响因素进行正交实验及方差分析,得出最优参数为水喷嘴直径1 mm,磨料入口位置为0 mm,角度为60°。通过割缝实验对比,发现喷嘴优化后割缝宽度减小了12.0%,深度增大了26.5%。

     

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。     

磨料属性影响高压磨料气体射流破岩效果的理论及实验研究

为明确磨料粒径、密度和速度对磨料气体射流冲蚀率的综合影响规律,采用数值计算方法分析了磨料粒径、磨料密度、气体压力与磨料速度的耦合关系,确定了磨料速度的计算方程;在此基础上,基于弹塑性压痕断裂理论,建立了考虑时间因素的磨料射流冲蚀磨损率的理论计算模型,并利用高压磨料气体射流破岩实验结果对其进行了修正。研究结果表明,在固定气体压力条件下,冲蚀率随磨料粒径、密度的增加先增加后减小;粒径相较于密度对冲蚀率影响更为显著;在气体压力为20 MPa时,常用的磨料种类和粒径中80目石榴石为最优磨料;修正的磨料气体射流冲蚀理论模型数学形式简单,综合考虑了磨料的能量转化效率和磨料的破碎对冲蚀率的影响,与实验结果具有较好的一致性。     

基于磨料水射流的多晶硅车削试验与建模

笔者通过进行磨料水射流车削多晶硅片的试验研究,说明了磨料水射流车切多晶硅这类脆性材料的可行性。磨料水射流车削多晶硅的表面质量主要受射流压力、进给速度、靶距和主轴转速的影响。在正交试验设计的基础上,采用回归分析方法,在磨料水射流车削多晶硅过程中,建立了主要加工工艺参数对表面粗糙度影响模型。通过对该模型的相关指标的分析表明,回归方程有一定指导意义。该模型为合理选择磨料水射流车削工艺参数提供了理论基础,在半导体制造业具有较大应用价值。     

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。     

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。     

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。