高壓水射流煤層割縫技術(shù)關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、我國是世界上煤與瓦斯突出最為嚴(yán)重的國家之一。隨著煤炭生產(chǎn)規(guī)模的日益增大，煤與瓦斯突出災(zāi)害所占的比重越來越大，因此，開展防治煤與瓦斯突出技術(shù)的研究，對保障煤礦安全生產(chǎn)和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長，具有十分重要的意義。高壓水射流煤層割縫技術(shù)以其良好的卸壓增透效果，在高效預(yù)抽煤層瓦斯，防止煤與瓦斯突出方面得到了廣泛應(yīng)用，在此背景下，本文開展了對高壓水射流煤層割縫技術(shù)關(guān)鍵參數(shù)的分析研究，以便完善該技術(shù)的相關(guān)理論，促進(jìn)其在突出礦井中的標(biāo)準(zhǔn)化推行。主要研究成

2、果如下：
　　 ①基于高壓水射流破煤機(jī)理、Crow切割理論及現(xiàn)場條件，得出了影響高壓水射流割縫深度的主要因素有射流壓力、噴嘴直徑、鉆桿轉(zhuǎn)速和割縫時(shí)間。
　　 ②在噴嘴直徑一定的條件下，建立了高壓水射流煤層割縫深度與射流壓力、鉆桿轉(zhuǎn)速和割縫時(shí)間的關(guān)系模型。FLUENT模擬結(jié)果表明，在射流壓力不變和噴嘴總長受限的條件下，噴嘴直徑d=3mm時(shí)的射流軸向動壓衰減系數(shù)最小，因此將噴嘴直徑定為3mm。實(shí)驗(yàn)證明，非淹沒條件下，當(dāng)射流壓

3、力介于0～31.5MPa之間時(shí)，割縫深度與射流壓力之間存在良好的線性關(guān)系；在射流壓力和噴嘴直徑一定的條件下，割縫深度與鉆桿轉(zhuǎn)速和割縫時(shí)間近似呈指數(shù)關(guān)系。通過分析計(jì)算，得出了適用于松軟煤層高壓水射流割縫的最優(yōu)參數(shù)：射流壓力p=25MPa，噴嘴直徑d=3mm；割縫時(shí)間t=0～5min時(shí)，鉆桿轉(zhuǎn)速n=60轉(zhuǎn)/min；t=5～10min時(shí)，n=50轉(zhuǎn)/min；t=10～15min時(shí)，n=40轉(zhuǎn)/min。
　　 ③平寶公司己15-1205