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题名高压磨料水射流切割破碎岩石的单轴力学特征研究
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作者
黄飞
赵志旗
李树清
刘勇
徐志任
龙港
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机构
湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室
湖南科技大学资源环境与安全工程学院
河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第17期128-134,237,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52274198)
湖南省自然科学基金面上项目(2022JJ30252)
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地开放基金项目(WS2021A02)。
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文摘
高压磨料水射流切割破碎后岩石的力学参数变化对于岩石的进一步破碎具有重要的影响。选取了砂岩、灰岩与花岗岩在水射流切割平台上开展了磨料射流冲击切割试验,对切割后的岩石进行CT扫描并重构岩石在不同冲击切割条件下的三维破碎形态,最后通过单轴压缩试验对比分析了岩石试件在磨料射流冲击切割前后的力学响应特征。研究结果表明:①在相同的射流参数条件下,岩石在磨料射流的移动切割下大多出现较为规整的缝槽形态,而定点冲击则出现孔洞破碎形态,前者比后者在岩石内部造成的损伤破碎程度更大;②磨料射流的冲击切割作用导致岩石试件在单轴压缩过程中出现折断型破碎形态的概率增加,且这种增加趋势随着切割长度的增加而愈加显著,但切割作用几乎不改变岩石试件的应力应变趋势;③岩石试件的单轴抗压强度与泊松比随切割长度与射流压力的增加呈现近似线性降低的趋势。该研究结果可为高压磨料水射流煤层割缝卸压的工程应用提供一定的理论指导。
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关键词
磨料射流
破碎形态
CT扫描
单轴压缩
力学特征
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Keywords
abrasive water jet
crushing morphology
CT scan
uniaxial compression
mechanical characteristics
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分类号
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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题名冰粒磨料射流冰粒加速规律及破碎煤岩数值模拟
被引量:2
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作者
黄飞
焦杨洋
米建宇
李树清
赵志旗
刘勇
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机构
湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室
湖南科技大学资源环境与安全工程学院
河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室———省部共建国家重点实验室培育基地
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期3260-3269,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51974121)
湖南省自然科学基金面上资助项目(2022JJ30252)
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地开放基金重点资助项目(WS2021A02)。
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文摘
为了高效增加煤层透气性强化煤层瓦斯抽采,首次提出采用冰粒磨料代替传统磨料的煤层射流割缝增透新技术,以解决常规磨料射流煤层割缝中出现的堵塞孔隙裂隙等瓦斯渗流通道、增加孔壁摩擦阻力导致卡钻抱死等缺陷。然而,鉴于冰粒磨料与常规磨料的差异性,其加速特性与破碎煤岩效果尚不清楚。采用理论推演法研究了冰粒磨料的加速特性和速度分布规律,在此基础上构建了数值计算模型分析了射流速度、冰粒体积分数以及围压对冰粒磨料射流破碎煤岩效果的影响规律。研究结果表明:(1)冰粒磨料掺入高速流体后获得了先增大后减小加速趋势,最终其速度可接近纯水的速度,大幅提升了冰粒磨料的冲击动能,为后续数值模型冰粒速度的赋值提供了依据;(2)数值计算结果出现V型破碎形态,同时冰粒磨料在冲击煤岩前后出现消融现象,符合现有文献研究结果和工程实际情况,表明所建数值模型具有适用性;(3)煤岩纵向破碎深度随冰粒磨料射流速度的增加而线性增加,横向破碎宽度随速度先增加后趋于稳定,煤岩纵向损伤深度约为纵向破碎深度的1.13倍;(4)冰粒磨料掺入纯水射流后,煤岩的纵向破碎深度和横向破碎宽度均出现大幅增加,随着冰粒磨料体积分数的增加,破碎深度和破碎宽度增加的趋势变缓,煤岩横向损伤直径约为横向破碎宽度的1.3倍;(5)煤岩所受围压大幅抑制了其在冰粒磨料射流冲击下的纵向破碎深度,围压越大,纵向破碎深度越小,而横向破碎宽度却几乎不受围压的影响。研究结果可为冰粒磨料射流煤层割缝技术的工程应用提供一定的理论支撑,同时可进一步完善高压磨料射流破岩理论。
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关键词
冰粒磨料
煤层割缝
加速机理
射流破岩
损伤
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Keywords
ice abrasive
coal seam slotting
acceleration mechanism
jet breaking rock
damage
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名矿山乳化泵集中变频自动控制系统的研发与应用
被引量:2
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作者
赵志旗
罗杨波
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机构
白山坪矿业公司
广州川齐公司
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出处
《湖南安全与防灾》
2011年第5期49-51,共3页
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文摘
●引言乳化液泵站是矿山井下作业的关键设备,它的高效无故障运行,是保障矿井正常生产、提高生产效率、保障矿工生命安全的重要手段。目前,我国矿山井下采用单体液压支柱支护的作业区,均是采用专用乳化泵分散供液。
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关键词
自动控制系统
乳化泵
矿山
应用
研发
变频
单体液压支柱
井下作业
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分类号
TD355
[矿业工程—矿井建设]
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