摆振磨料水射流切落能力的试验研究.pdf

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1、4FLUIDMACHINERYVo1．38，No．7，2010文章编号：1005----0329(20l0)07—0o04—04摆振磨料水射流切落能力的试验研究邹正龙(中国矿业大学，江苏徐州221112)●摘要：采用正交试验的方法，通过对摆振磨料水射流切落煤岩的试验及结果的分析，初步探索了摆振磨料水射流切落煤岩的特点，验证了摆振磨料水射流的可行性及其高效、低耗的切落特点，为摆振磨料水射流的实际应用提供了理论依据。关键词：摆振；磨料；水射流；切落；煤岩中图分类号：TD431．3文献标识码：Adoi

2、：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．07．002PreliminaryInvestigationonAbilityofCuttingandBreakingwithOscillating-vibratingAbra~ve-waterJetZOUZheng·long(CHINAUniversityofminingandtechnology，Xuzhou221112，China)Abstract：Usingtheorthogonalexperimentalmethod，thr

3、oughthestudyandanalysisofthetestresultsthatcuttingofcoalandrockdownwiththeoscillating-vibratingabrasivewaterjet(OVAWJ)．exploredOVAWJcuttingdownthecharacteristicsofcoalandrock，hasconfirmedOVAWJclassfeasibilityandhighlyefective，lowconsumptioncuttingfal

4、lsthecharacteristic，haspm·videdthetheorybasisforOVAWJpracticalapplication．Keywords：oscillating-vibrating；abrasive；waterjet；cuttingandbreaking；caolandrock1前言层时所遇到的难题。本文采用试验分析的方法，对摆振磨料水射经过多年的试验和实践，利用摆振水射流掘流切落煤岩的特点及可行性进行探索研究，为摆进煤巷已取得了许多成功的经验。在试验研究中振磨料水射

5、流的实际应用提供理论依据。也遇到了一些问题，特别是在掘进较硬的煤层和煤层中含有夹矸时，还存在着切落效率不高，比能2试验装置及其方法消耗较大的问题。20世纪80年代后期诞生的磨料水射流技2．1试验系统术，是在水射流中加人固体颗粒而形成的一种新试验系统如图1所示，它包括一套XRB50／63型连续射流，它可在不增加水射流喷射压力的条三柱塞高压泵站，前混合磨料水射流供料装置，件下，提高水射流的切落能力。如果能利用摆振BJ83型摆振水射流落煤器，液压控制泵站、试验水射流的高效、低耗的特点，再结合磨料水射流

6、所台、试样、夹紧装置等。具有较强的冲蚀、磨削能力的特点，形成一种新型XRB50／63型高压泵站可调节水射流的喷射的水射流工作法——摆振磨料水射流工作法，将压力；BJ83型摆振水射流落煤器可调节振动频有可能提高摆振水射流掘进中硬煤层的落煤效率、靶距和摆动速度；前混合磨料水射流供料装置率，降低比能，有望解决摆振水射流在掘进较硬煤有两个磨料供给量可供选择；试样选用泡沫混凝收稿日期：2o09__08_24修稿日期：20lO__o3_222010年第38卷第7期流体机械5土砖，以便加大切落效果的对比度；磨

7、料选用一般3．1试验参数的确定的河沙，粒度等级为0—0．8mm，0．25-0．8mm；喷影响摆振磨料水射流切落能力的工作参数很嘴选用碳化钨拉丝模喷嘴。多，试验只选取其中影响较大的6个参数进行比较。它们是：振动频率Hz)、摆动速度(m／s)、磨料供给量Q(kg／min)、喷射压力P(MPa)、喷嘴直径(mm)和靶距S(mm)。其它工作参数如振幅、切割次数等，暂不予考虑。对选定的6个参数，每个参数选择3个不同的水平试验参数见表1。表1水平试验参数参}，Q口pd0S数(Hz)(m／s)(k异／lIli

8、n)(MPa)(mm)(1nrn)lO0．o9O81．720260．064．5112．260图1试验系统不意3120．048142．6l002．2试验方法影响摆振磨料水射流切落能力的参数试验采用正交试验正交试验的最大特点是，试验安排比较灵活，在多参数、多水平的试验中，它能用最少的试验工作量，而得到精确的试验结果，并且还可以考虑试验误差和各参数问相互效应的影响。试验把切割深度、单位时间的切落体积、比能耗作为评价摆振磨料水射流切落能力的依据。2．3试验的测量与计算(1)参数测量：振动频率用HT4型数