水下磨料浆体射流−截齿联合破岩试验

• 作者: 商港 刘送永 贾继光 马浩 顾聪聪
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 磨料浆体射流 水力截齿 破岩性能 淹没射流
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 矿业工程?冶金工程?环境工程?化学与化学工程?材料科学与工程|Mining Engineering, Metallurgical Engineering, Environmental Engineering,Chemistry and Chemical Engineering, Materials Scienc
• 页码范围: 3064-3075
• 页数: 12页
• 分类号: TD431
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.09.008

摘要

为了研究淹没环境对磨料浆体射流以及磨料浆体射流?截齿联合破岩性能的影响,搭建磨料浆体射流?截齿联合破岩试验台进行试验.首先,研究聚丙烯酰胺(PAM)质量分数、横移速度和系统压力对水下磨料浆体射流切割能力的影响,并与空气环境下对比;然后,分析磨料浆体射流?截齿联合作用下的岩石破碎过程和形貌;最后,探究截割深度和系统压力对联合破岩性能的影响.研究结果表明:在其他条件相同时,水下环境中磨料浆体射流以及磨料浆体射流?截齿联合破岩性能均弱于空气环境;增加PAM质量分数可以提高射流切割能力,但会导致切缝深度不均匀,综合考虑PAM质量分数选择2.5‰左右为宜;射流切割深度与横移速度呈负相关,与系统压力呈正相关;提高系统压力会削弱环境水对射流切割能力的影响;水下磨料浆体射流?截齿联合破岩过程和岩石破碎形貌与空气中基本一致;随着截割深度从3 mm增至15 mm,岩石破碎体积增加约10倍,同时截割阻力增大近12倍,截割阻力波动更剧烈;岩石破碎体积随着系统压力升高而增加,提高系统压力可降低截割阻力,减小截割阻力波动,有益于延长截齿寿命.在工程应用中应尽可能使用更高的系统压力.