高壓水射流切割技術在礦井中的應用

高壓磨（mó）料水射（shè）流加工技術無切削熱變形產生（shēng），可以切割任何（hé）材料，具有切割方向（xiàng）的高柔性和很小的切削力等優點，也被稱為冷切割（gē）。
 
高壓磨料水射流（liú）是（shì）將磨料在高壓輸水管路中混合均勻（yún），形成磨料與水相混合的固液兩相流，再經噴嘴噴出（chū）。磨料射流係統中的磨料罐處（chù）於泵壓作用下（xià），必須是一個能承受一定壓力的容器。高壓水與磨料在磨料罐內初步混合（hé），使磨料處於似流（liú）體的流化狀態，然後在高壓輸送管的混合室內流化（huà）磨料與水混合，最後經磨料噴嘴加速過（guò）程使磨料獲得更大的動（dòng）能而噴射形成（chéng）固液兩相（xiàng）介質射流。高壓磨料水（shuǐ）射流采用石英（yīng）砂作為磨料，切割20 mm厚的鋼板所需壓力僅為300～400 bar。其工作原理如下（xià）圖：

通風管路風壓力源驅動的（de）高壓前混（hún）合磨料水射流（liú）切割裝置便於在井（jǐng）下移動，不需要電源，解決了（le）井下用電安全問題，杜絕（jué）了使用電器帶來的失爆問題，並且工作時壓力較低，隻需要（yào）200～400 bar。適合在易（yì）燃易爆環境下切割金屬。

利用高壓磨料水射流的切割特性及安全特性，可用於切割井下不同材料及不（bú）同厚度的金屬；其切割效果主要是通過改變射流壓力、靶距及噴嘴直徑來實現，我們選用的是采用（yòng）射流（liú）壓力為350 bar，噴嘴直徑為0.8 mm參數條件下進（jìn）行的（de）切割工字鋼及切割高壓鋼絲膠管試驗。試（shì）驗（yàn）結果表明，非接觸式（shì）紅外輻射溫度計檢（jiǎn）測到偶爾出現的火花溫度在40～89 ℃，火花持續時間＜0.01 s，在任何瓦斯濃（nóng）度的條件下，高壓水射流安全切割裝置在切割時都不會發生爆炸現象，雖然在切割過程中偶爾會出（chū）現火花，但由（yóu）於其溫度很低，遠遠（yuǎn）低於瓦斯爆炸最小著火溫度（dù），火（huǒ）花持續的時（shí）間也遠小於瓦斯著火的感應期。切割（gē）時產生的火花不足以點燃瓦斯，因此是安全的，可以在煤礦井下進行切割作業。

近年來煤礦的機械化程度逐漸提高，礦井的質量標（biāo）準化（huà）水（shuǐ）平也隨之（zhī）更高，高瓦斯及雙（shuāng）突礦（kuàng）井限製（zhì）井下使用明火及（jí）切割金屬；給井下的管路拆除、鋪設鋼（gāng）軌（guǐ）、切除（chú）錨杆、切割鋼絲（sī）繩、高壓膠管及金屬等帶來了難題，高（gāo）壓磨料水射流冷切割加工技（jì）術的應用大大提高了礦井的勞動生產力，促（cù）進了機械化水平的提高，更好（hǎo）地保障了礦井的安全生產。