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磨料水射流与磨料气体射流破岩压力对比分析
被引量：
19
1
作者
刘勇
陈长江
+1 位作者
魏建平
张娟
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期2510-2517,共8页
为验证磨料气体射流破岩可行性,对比分析磨料水射流和磨料气体射流破岩效果。理论分析了磨料水射流和磨料气体射流中磨料加速机理,得出磨料动能与磨料水射流和磨料气体射流入口压力之间的数值关系。基于统一强度理论,建立了适用于磨料...
为验证磨料气体射流破岩可行性,对比分析磨料水射流和磨料气体射流破岩效果。理论分析了磨料水射流和磨料气体射流中磨料加速机理,得出磨料动能与磨料水射流和磨料气体射流入口压力之间的数值关系。基于统一强度理论,建立了适用于磨料射流破岩的能量准则,得出了岩石破坏时所需的临界能量。根据磨料加速理论和岩石破坏临界能量计算了岩石破坏临界磨料速度以及所需入口压力。基于理论计算结果,试验验证了磨料水射流和磨料气体射流冲蚀灰岩的破碎效果。结果表明:当磨料速度达到270 m/s时,所需气体射流压力的理论值为15 MPa,水射流压力的理论值为45 MPa;两种磨料射流冲蚀坑形状相同,均呈现"V"型,磨料水射流的冲蚀坑形状相较于磨料气体射流具有"口小","坑深"的特征,磨料气体射流破灰岩形成的冲蚀坑体积要大于磨料水射流。
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关键词
磨料
水
射流
磨料气体射流
能量屈服准则
破岩
冲蚀坑体积
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职称材料
磨料属性影响高压磨料气体射流破岩效果的理论及实验研究
被引量：
9
2
作者
刘勇
张涛
+1 位作者
魏建平
梁博臣
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期1335-1342,共8页
为明确磨料粒径、密度和速度对磨料气体射流冲蚀率的综合影响规律,采用数值计算方法分析了磨料粒径、磨料密度、气体压力与磨料速度的耦合关系,确定了磨料速度的计算方程;在此基础上,基于弹塑性压痕断裂理论,建立了考虑时间因素的磨料...
为明确磨料粒径、密度和速度对磨料气体射流冲蚀率的综合影响规律,采用数值计算方法分析了磨料粒径、磨料密度、气体压力与磨料速度的耦合关系,确定了磨料速度的计算方程;在此基础上,基于弹塑性压痕断裂理论,建立了考虑时间因素的磨料射流冲蚀磨损率的理论计算模型,并利用高压磨料气体射流破岩实验结果对其进行了修正。研究结果表明,在固定气体压力条件下,冲蚀率随磨料粒径、密度的增加先增加后减小;粒径相较于密度对冲蚀率影响更为显著;在气体压力为20 MPa时,常用的磨料种类和粒径中80目石榴石为最优磨料;修正的磨料气体射流冲蚀理论模型数学形式简单,综合考虑了磨料的能量转化效率和磨料的破碎对冲蚀率的影响,与实验结果具有较好的一致性。
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关键词
磨料气体射流
破岩
冲蚀率
磨料
属性
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职称材料
磨料气体射流冲蚀磨损岩石特征分析
被引量：
9
3
作者
刘勇
魏建平
+1 位作者
王登科
刘笑天
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期3033-3041,共9页
磨料气体射流在辅助钻孔和卸压增透时,能够避免塌孔,从而提高采出率。明确磨料气体射流破岩特征是推广磨料气体射流应用的重要理论基础。但目前的磨料气体射流冲蚀磨损模型忽略了反射磨料的作用。为此,开展了不同磨料种类和不同靶距条件...
磨料气体射流在辅助钻孔和卸压增透时,能够避免塌孔,从而提高采出率。明确磨料气体射流破岩特征是推广磨料气体射流应用的重要理论基础。但目前的磨料气体射流冲蚀磨损模型忽略了反射磨料的作用。为此,开展了不同磨料种类和不同靶距条件下,磨料气体射流冲蚀灰岩实验,采用电镜扫描冲蚀坑不同区域的冲蚀特征进行分析,结合离散元模型分析磨料在冲蚀灰岩过程中的运动轨迹,明确磨料气体射流冲蚀磨损特征以及反射磨料的作用。得出磨料气体射流冲蚀灰岩时,冲蚀坑的形态大致为倒圆锥形,在冲蚀坑底部存在环形平台,环形平台下面为类球体状的冲蚀坑底部。造成这种冲蚀坑形态的主要原因为磨料气体射流流场结构的特殊性,在磨料气体射流轴心和边界处存在环形区域,环形区域内没有磨料存在。轴心处入射磨料是形成类球体的主要因素,磨料反射后趋向环形区域运动,在反射过程中,扩大了类球体和冲蚀坑直径,并形成了环形平台。类球体底部是以入射磨料的冲击应力波导致岩石破坏,类球体侧面是反射磨料造成的多次塑性变形,环形平台处存在入射磨料导致的塑性变形和反射磨料导致的疲劳破坏,冲蚀坑侧面主要以反射磨料产生疲劳破坏为主。磨料硬度对煤岩体冲蚀磨损诱因和磨损破坏特征没有影响。但较硬磨料冲蚀煤岩表面具有更高的粗糙度,同时具有更高的破岩效率。
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关键词
磨料气体射流
磨料
磨损
破岩
二次冲蚀
反射
磨料
卸压增透
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职称材料
题名
磨料水射流与磨料气体射流破岩压力对比分析
被引量：
19
1
作者
刘勇
陈长江
魏建平
张娟
机构
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)
河南理工大学安全科学与工程学院
煤炭安全生产河南省协同创新中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期2510-2517,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51704096)
河南理工大学自然科学基金资助项目(J2018-4)
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室开放基金资助项目(WS2017A02)
文摘
为验证磨料气体射流破岩可行性,对比分析磨料水射流和磨料气体射流破岩效果。理论分析了磨料水射流和磨料气体射流中磨料加速机理,得出磨料动能与磨料水射流和磨料气体射流入口压力之间的数值关系。基于统一强度理论,建立了适用于磨料射流破岩的能量准则,得出了岩石破坏时所需的临界能量。根据磨料加速理论和岩石破坏临界能量计算了岩石破坏临界磨料速度以及所需入口压力。基于理论计算结果,试验验证了磨料水射流和磨料气体射流冲蚀灰岩的破碎效果。结果表明:当磨料速度达到270 m/s时,所需气体射流压力的理论值为15 MPa,水射流压力的理论值为45 MPa;两种磨料射流冲蚀坑形状相同,均呈现"V"型,磨料水射流的冲蚀坑形状相较于磨料气体射流具有"口小","坑深"的特征,磨料气体射流破灰岩形成的冲蚀坑体积要大于磨料水射流。
关键词
磨料
水
射流
磨料气体射流
能量屈服准则
破岩
冲蚀坑体积
Keywords
abrasive water jet
abrasive gas jet
energy yield criterion
rock breaking
erosion pit volume
分类号
TD421.59 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
磨料属性影响高压磨料气体射流破岩效果的理论及实验研究
被引量：
9
2
作者
刘勇
张涛
魏建平
梁博臣
机构
河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地
河南理工大学安全科学与工程学院
煤炭安全生产河南省协同创新中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期1335-1342,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51704096)
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804207)
创新团队发展计划资助项目(IRT_16R22)
文摘
为明确磨料粒径、密度和速度对磨料气体射流冲蚀率的综合影响规律,采用数值计算方法分析了磨料粒径、磨料密度、气体压力与磨料速度的耦合关系,确定了磨料速度的计算方程;在此基础上,基于弹塑性压痕断裂理论,建立了考虑时间因素的磨料射流冲蚀磨损率的理论计算模型,并利用高压磨料气体射流破岩实验结果对其进行了修正。研究结果表明,在固定气体压力条件下,冲蚀率随磨料粒径、密度的增加先增加后减小;粒径相较于密度对冲蚀率影响更为显著;在气体压力为20 MPa时,常用的磨料种类和粒径中80目石榴石为最优磨料;修正的磨料气体射流冲蚀理论模型数学形式简单,综合考虑了磨料的能量转化效率和磨料的破碎对冲蚀率的影响,与实验结果具有较好的一致性。
关键词
磨料气体射流
破岩
冲蚀率
磨料
属性
Keywords
abrasive gas jet
rock crushing
erosion rate
abrasive properties
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
磨料气体射流冲蚀磨损岩石特征分析
被引量：
9
3
作者
刘勇
魏建平
王登科
刘笑天
机构
河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地
煤炭安全生产河南省协同创新中心
河南理工大学安全技术培训学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期3033-3041,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804207)
国家自然科学基金资助项目(51704096)
河南理工大学自然科学基金资助项目(J2018-4)
文摘
磨料气体射流在辅助钻孔和卸压增透时,能够避免塌孔,从而提高采出率。明确磨料气体射流破岩特征是推广磨料气体射流应用的重要理论基础。但目前的磨料气体射流冲蚀磨损模型忽略了反射磨料的作用。为此,开展了不同磨料种类和不同靶距条件下,磨料气体射流冲蚀灰岩实验,采用电镜扫描冲蚀坑不同区域的冲蚀特征进行分析,结合离散元模型分析磨料在冲蚀灰岩过程中的运动轨迹,明确磨料气体射流冲蚀磨损特征以及反射磨料的作用。得出磨料气体射流冲蚀灰岩时,冲蚀坑的形态大致为倒圆锥形,在冲蚀坑底部存在环形平台,环形平台下面为类球体状的冲蚀坑底部。造成这种冲蚀坑形态的主要原因为磨料气体射流流场结构的特殊性,在磨料气体射流轴心和边界处存在环形区域,环形区域内没有磨料存在。轴心处入射磨料是形成类球体的主要因素,磨料反射后趋向环形区域运动,在反射过程中,扩大了类球体和冲蚀坑直径,并形成了环形平台。类球体底部是以入射磨料的冲击应力波导致岩石破坏,类球体侧面是反射磨料造成的多次塑性变形,环形平台处存在入射磨料导致的塑性变形和反射磨料导致的疲劳破坏,冲蚀坑侧面主要以反射磨料产生疲劳破坏为主。磨料硬度对煤岩体冲蚀磨损诱因和磨损破坏特征没有影响。但较硬磨料冲蚀煤岩表面具有更高的粗糙度,同时具有更高的破岩效率。
关键词
磨料气体射流
磨料
磨损
破岩
二次冲蚀
反射
磨料
卸压增透
Keywords
abrasive gas jet
abrasive wear
rock breakage
secondary erosion
rebound abrasive
pressure relief anti-reflection
分类号
TE248 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
磨料水射流与磨料气体射流破岩压力对比分析
刘勇
陈长江
魏建平
张娟
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
19
在线阅读
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职称材料
2
磨料属性影响高压磨料气体射流破岩效果的理论及实验研究
刘勇
张涛
魏建平
梁博臣
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
9
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下载PDF
职称材料
3
磨料气体射流冲蚀磨损岩石特征分析
刘勇
魏建平
王登科
刘笑天
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
9
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职称材料
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