临空巷道坚硬顶板水力割缝−压裂联合控顶卸压技术

煤矿坚硬顶板工作面回采后易形成侧向悬臂梁结构,导致回采动压和侧向悬顶岩层引起的高静压叠加并通过关键层传递至采动大巷,造成邻近工作面回采巷道围岩结构失稳大变形。为改造顶板岩体结构、调整坚硬岩层破断运移规律,进而控制临空巷道强矿压显现,笔者在分析采动巷道矿压分布规律的基础上,采用数值模拟手段研究了坚硬顶板下临空巷道支承压力分布情况,探究了不同切顶参数条件下围岩结构传递载荷机理,提出了磨料射流水力割缝−压裂联合切顶卸压方法。研究结果表明,临空巷道矿压显现是动静载共同作用的结果,主要表现为回采引起的高采动压力及临空巷道侧向悬顶静载压力叠加作用下,经巷道两侧极限平衡区内围岩传递至底板,进而在底板产生大范围塑性变形。通过磨料射流水力割缝技术在坚硬顶板内预置缝槽,可为水力压裂裂纹扩展起导向作用,并导通岩体内原有裂隙增加水力压裂裂纹影响范围,在坚硬顶板中形成连续弱面达到削弱顶板应力传递目的,割缝深度与割缝压力和混砂比呈正相关。顶板岩层在垮落过程中会相互作用,破断角度及高度改变会导致破断岩体的下滑速度改变并对高位岩层的支撑力产生显著差别,破断角度在66°~86°,破断处岩层所受到的拉应力随破断角度减小呈升高趋势,且随着破断高度的增加拉应力升高速率越快;破断高度范围为26~56 m时,破断处岩层拉应力高于极限抗拉强度所允许的破断角度随着破断高度的增加而升高;依据上述研究在华阳一矿81403工作面开展了工业性试验,以支护结构载荷和围岩变形量为指标的现场监测结果表明,通过水力割缝−压裂联合控顶卸压后巷道顶板锚索受力降低35%,巷帮应力降低44%,巷道顶底板移近量减小57%,巷道两帮移近量减小42%,卸压效果良好,研究成果可为坚硬顶板条件下临空巷道矿压治理提供一种新技术手段。

坚硬顶板高压磨料射流侧向切顶煤柱卸荷技术研究

针对坚硬顶板下临空巷道存在的高应力、大变形、难支护等问题,分析了磨料射流能量分布情况,研究了磨料颗粒及高压水射流的冲击破岩作用。基于“砌体梁”原理,建立不同岩性条件下的岩层周期破断力学模型,研究了巷道侧向切顶条件下上覆岩层断裂情况,采用数值模拟分析切顶前后煤柱应力变化情况,提出了磨料射流侧向切顶煤柱卸荷技术。现场试验结果表明,采用磨料射流切顶后巷道高度变形量减小38.7%,宽度变形量减小45.8%,巷道变形得到有效控制。同时,切顶后每日最大总能量降低85.5%,平均每日总能量降低82.6%。验证了磨料射流侧向切顶对坚硬顶板的弱化效果,为坚硬顶板弱化治理提供了一种新的技术手段。

深井高应力超前工作面爆破切顶卸压护巷加固技术研究

以赤峪煤矿C1205工作面地质条件为背景,分析了超前支承压力影响范围,提出了在工作面主动超前卸压与大巷加固相结合的巷道围岩控制技术,对比分析了工作面超前切顶卸压与不切顶对大巷的保护作用,设计了超前切顶参数及大巷加固方案。结果表明:超前工作面爆破切顶人为构造“准裂隙面”,可有效减弱超前支承压力向大巷的传递,工作面回采超前支承压力集中程度降低,距离停采线最近的输送机下山两帮变形量降低47%,顶底板变形量降低43%,取得了较好的卸压效果。采用该技术后,深井高应力工作面回采引起的大巷失稳问题得到有效解决。

集束可控高喷防渗墙技术在洞庭湖区堤防加固应用试验研究

集束可控高喷防渗墙施工技术与传统高喷工艺相比,其地层适应能力更强,成墙质量更可靠,与其他工艺相比,其在砂卵石地层且堤顶宽度狭窄时有明显优势。为了更好地解决洞庭湖区深厚砂卵石层和堤顶施工场地受限等问题,拟引入江西省水利科学院研发的该项新技术。本次试验研究旨在进一步验证集束可控高喷防渗墙技术在洞庭湖区的适应性,通过试验获取关键技术参数,为后续大面积应用提供技术依据。试验研究表明:与其他传统工艺分析对比,该工艺所建造的防渗墙不存在开叉、漏喷、沉渣、断墙等质量缺陷,质量保证度高,施工作业面占用宽度相对较小,适应能力强,工效快,成本低,弃浆弃渣排放少,无塌槽塌孔风险,技术工艺优势明显,可在洞庭湖区推广使用。

水利工程堤坝多维防渗施工技术研究

为提升大坝防渗性能和工程安全性,文章采用混凝土防渗墙技术、堤坝帷幕灌浆和高压喷射防渗沙砾石层三种关键施工技术,分别进行系列模拟试验和现场试验。通过应用现代水力学原理和结构工程理论,结合特定的施工材料与装备,确立各技术的应用细节及操作程序。结果显示,混凝土防渗墙技术能有效提升坝体的整体抗渗性能,堤坝帷幕灌浆技术在坝基和坝体接触面的防渗效果显著,高压喷射防渗沙砾石层技术则在非均质土层中展现出高效的防渗效果。采用多维防渗技术可显著提升大坝的防渗效果和安全性,对类似水利工程有重要的参考价值和实际应用意义。

高压磨料射流割缝技术及其在防突工程中的应用

分析了煤层巷道煤与瓦斯突出机理,提出了整体卸压理念,开发了高压磨料射流割缝防突技术并且在煤层巷道掘进工作面进行了实际应用.应用结果表明:该技术可用于具有突出或冲击危险的煤层,可以使钻孔之间相互沟通,造出缝隙,使煤体得到充分卸压、煤体中的瓦斯得到排放和应力得到解除,为掘进工作提供较为安全的工作环境.

磨料浆体射流切割技术的研究

针对国外磨料浆体射流切割技术在我国推广和应用的瓶颈问题,研制出一种新型的磨料浆体射流切割工艺设备。介绍了系统的工作原理及优势所在,并通过一系列试验及分析,初步掌握了该种切割技术的切割性能及影响因素。

高压磨料水射流水下切割不锈钢的实验研究

采用高压磨料水射流切割装置,用3档切割压力(320、350、380 MPa),分别在2、5、8 mm切割靶距和6种切割速度下,对不锈钢进行水下切割实验。分析切割压力、靶距、切割速度等参数对切割厚度的影响,建立基于实测数据的半经验数学模型。对获得的实验数据进行分析表明,切割压力、靶距和速度与被切割厚度呈现指数关系。

高压水射流切割技术发展及应用现状

作为一种高能束流加工技术,高压水射流切割因其独特的切割模式,被广泛应用于机械加工、食品医疗、海洋工程等领域。介绍了高压水射流切割技术的切割机制及磨料混合机制,并就其研究进展和应用现状做了相关总结和概括,为今后水射流技术的研究和发展提供了参考。

高压磨料水力割缝防突技术

系统地分析了高压磨料水力割缝防突技术的机理,介绍了其工艺流程和有关技术参数的研究情况,阐述了高压磨料水力割缝防突技术在突出煤层快速掘进中的防突作用,试验表明了高压磨料水力割缝防突技术是突出煤层快速掘进中的一项有效防突措施,其具有良好的实用性和广阔的推广前景。

高压水射流切割技术及其应用

高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统切割方式难以比拟的优点。本文回顾了其原理和发展历史,介绍了其在工业、航天和医学等方面的应用。对水压、流速、射流直径、直径扩散率以及磨料等切割参数对高压水射流切割的加工质量的影响进行了讨论,并对国外新的研究方法和结果进行了介绍,为优化工艺、改善加工质量提供了借鉴。

煤矿井下磨料水射流切割机的设计及应用

磨料水射流切割技术,是一种安全的"冷"切割技术,不会因产生火花而引起瓦斯爆炸事故。为满足煤矿井下的切割作业需要,设计并制造了便携式煤矿井下磨料水射流切割机。设备主体分为两部分用一根高压软管连接,工人操作手持切割喷枪进行切割作业,切割速度可达40mm/min;通过压力表可以监测系统压力、喷嘴磨损、磨料用量等指标。该设备的使用实现了煤矿井下切割作业的安全进行。

高瓦斯低透气性突出煤巷快速掘进技术

分析了高压磨料射流割缝防突机理,在国内率先研制出用于高突掘进工作面的高压磨料割缝设备,并在平煤公司十二矿17180掘进工作面进行了工业性试验应用。试验期间,瓦斯释放空间大幅增加、掘进速度显著提高、煤层瓦斯压力得到了有效的释放,且该设备割缝效果好,操作方便,使用安全,不受巷道条件限制,适用性好。

坍塌现场高压水射流破拆机器人系统研究

自然灾害或安全事故造成的坍塌现场救援通常亟需混凝土破碎,传统切割工具易造成二次危害。高压水射流破拆机器人系统结合超高压水射流点割技术;自主设计履带式机器人越障涉险等机械结构;分析破拆机械臂运动机理与切割精度自适应调整策略;研究信息融合技术与基于GPS的设备定位追踪管理技术,以实现救生通道的快速开辟与障碍物的定点水切割,避免或减少人员伤亡。

数控超高压水射流切割技术的特点及其应用

超高压水射流技术是符合绿色制造概念的一种新型技术,是集泵、阀、密封、液压、自动化控制为一体的综合性新技术、新工艺。超高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法,具有传统的切割方式难以比拟的优点。本文论述了数控超高压水射流切割机的基本工作原理、水射流切割的加工形式和水射流切割机床的组成,阐述了数控超高压水射流切割机的加工特点及其应用领域,并对超高压水射流切割技术发展趋势进行了展望。

高压磨料射流在防治煤与瓦斯突出方面的研究与应用

针对郑煤集团大平矿发生特大煤与瓦斯突出事故,研究了高压磨料射流割缝装置及高压磨料射流割缝防突机理,并且在大平矿高突工作面进行了工业性试验。试验结果表明,高压磨料射流割缝技术能避免高突工作面的突出事故,提高了掘进速度,缓解了高突掘进面的采掘接替紧张问题,具有较好的经济效益和社会效益。

前混合磨料水射流切割系统压力损失分析与实验研究

从理论上分析前混合磨料水射流切割系统压力损失产生的原因,并对不同条件下切割深度的变化规律进行了实验研究。结果显示,在前混合磨料水射流形成过程中,压力损失主要是由于磨料液由管道进入喷嘴发生断面收缩时造成的;随着水射流压力的增大,切割深度增加,压力损失增大,但增大的程度会越来越小;功率一定的情况下,随着喷嘴直径的增大,切割深度变小,压力损失减小,整个系统的能量利用率却增高。

高速工具约束磨料表面光整工艺

基于高速加工和流体动压理论,提出了利用高速多轴机床和高速工具约束磨料对零件表面进行可控精密光整加工的方法.首先,利用流体动压理论建立了工具与工件构成的楔形区流体速度场与压力场的数学模型,从理论上探讨该工艺方法实现的可能性.然后,通过实验验证了该工艺方法的有效性.在此基础上,研究了工具转速、走刀速度、工具与工件间隙、磨粒型号等因素对光整加工效率与效果的影响.最后,通过正交试验法得到光整效率与效果较好的工艺:粗光整时,间隙量为0.15 mm,混合液选用1份80#研磨抛光膏与10份40#润滑油配比;精光整时,间隙量为0.05 mm,选混合液用1份800#研磨抛光膏与5份40#润滑油配比;镜面光整时,间隙量为0.02 mm,混合液选用微粉磨料W5与煤油、石油磺酸钡配比;工具转速均采用机床最高转速,走刀速度均选择1 000 mm/min.研究表明,高速工具约束磨料光整加工方法可行且有效.

增压器式超高压水射流切割机产品化体会及展望

作为我国高压水射流切割机的第一个产品即“大地水刀”，已进入市场两年多了。笔者以此为背景，介绍增压器式水切割机的超高压发生器及切割部分；讨论其主要部件、零件结构设计及关键技术。尤其在产业化中，对高压缸体疲劳寿命和高压动密封可靠性等问题解决方案作深入探讨；给出在相关技术方面近期的发展。最后，结合我国水切割机技术的提高和推广，提出初步的看法和建议。

磨料水射流切割石材工艺参数的研究

依据实验结果，探讨磨料水射流技术切割石材的机理，分析切割工艺参数对切割深度的影响，并将切割工艺参数优化．