高壓水射流切割技術在礦井中的應用

高壓水射流技（jì）術作（zuò）為先進的加工（gōng）技術之一，主要應用在清洗、去垢、除鏽、破（pò）碎、切割、鑽孔等（děng）方麵。高壓水射流中加入一定數量的磨料粒子（zǐ）便形成一種新型粒子流—磨料射流；磨料射流的（de）引入（rù）大大降低了其切割金屬的壓（yā）力（lì），高壓水射流切割技術又稱為冷切割；其特點是加工點（diǎn）溫度低，無熱（rè）影響區，切口質量高，無粉塵和（hé）有害氣體，能（néng）量傳輸（shū）方便，切割時無振動和噪聲，滿足加工特（tè）殊（shū）材料及在特定環（huán）境下（xià）的加工作業要求。

高壓磨料水（shuǐ）射流加工技術無切削熱變形產生，可以切割任何材料，切割方向的高柔性和很小的切削（xuē）力等，也稱為冷（lěng）切割。水射流切割金屬的溫度及感應時間變（biàn）化如下圖所示。
 
高壓磨料水射流是將磨料在高壓輸水管路中混（hún）合均勻，形（xíng）成磨料與水相（xiàng）混合的固液（yè）兩相流，再經噴嘴噴出。磨料射流係統中的磨料（liào）罐處於（yú）泵壓作用下，必須是一個能承受一定壓力的容器。高壓水與磨料在磨料（liào）罐內初步混合，使磨料處於似流體的流（liú）化狀態，然後在高壓輸送管的混（hún）合室內流化磨料與水混合，經磨料噴嘴加速過程使磨料（liào）獲得更大的動（dòng）能而（ér）噴（pēn）射形成液固兩相介質射流—磨料射（shè）流。磨料射流普遍采用石榴子作為磨料，切割20 mm厚的鋼板所需壓（yā）力為30～40 MPa。

通風（fēng）管路風壓（yā）力源驅動的（de）高壓前混合磨（mó）料水射流（liú）切割裝置便於（yú）在井下移動，不需要（yào）電源，解決了井下（xià）用電（diàn）安全問題，杜絕（jué）了使用電器帶來的失爆問題，工作時壓力（lì）較低，隻需要20～40 MPa，易於實現。適（shì）合在易燃易爆環（huán）境下切割金屬（shǔ）。
 
試驗結果表明，非接觸式紅外輻射（shè）溫度計檢（jiǎn）測（cè）到偶爾（ěr）出現的火花溫度在40～89 ℃，火花持續時間＜0.01 s，在（zài）任何瓦斯濃度的（de）條件下，高壓水射（shè）流安全切割裝置在切割時都不會發生（shēng）爆炸現象，雖然在切割過程中偶爾會出現火花，但由於其溫度很低，遠（yuǎn）遠低於瓦斯爆炸最小著火溫度，火花持續的時間也遠小於瓦斯著火的感應期。切割時產生的火花（huā）不（bú）足以點燃瓦斯，故是安（ān）全的。

近年來煤礦的機械化程度逐漸提高，礦井的質量標準化水平也要求更高，高瓦斯（sī）及雙突礦井限製井下使用明火（huǒ）及切割金（jīn）屬；給井下（xià）的管路（lù）拆除，鋪設鋼軌，切除錨杆、切割鋼絲繩、高（gāo）壓膠管及金屬等帶來了難題，高壓磨料水射流冷切割加工技術的應用大大提高了礦井的勞動生產力（lì），促進了機械化（huà）水平的提高，更好地（dì）保障了礦井的安全生產。