高压水射流枪头口径及冲孔角度试验研究
本文选题:高压水射流 切入点:枪头口径 出处:《煤矿安全》2016年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:目前,小流量、小压力、小口径的高压水射流冲孔系统在井下应用少且效果不佳。为使此系统在井下防突措施应用中得到推广,在开滦钱家营矿5煤层,针对高压水射流冲孔枪头的口径和冲孔角度的选择及优化进行了试验研究。采用了理论推导,得出了高压水射流系统的沿程阻力损失及局部阻力损失。运用MATLAB数值分析方法,作出分析曲线,由图像坐标反算出最佳冲孔枪头口径。根据理论推导结果确定现场试验参数范围,得出高压水射流枪头口径最佳现场试验参数。结果表明,泵压达到额定最大值31.5 MPa,当枪头口径选择为6 mm时,冲孔效果最佳;采用理论分析与现场试验对比的方法对冲孔角度的选择进行了试验。运用灰色综合评价方法对冲孔方案进行预测评价。结果表明,掘进工作面最佳冲孔倾角范围为5°~10°,且排煤量为冲孔角度0°时的1.2~1.5倍。回采工作面采用中间孔与水平面夹角为10°,两侧孔与水平面夹角为5°,2个相邻孔水平方向夹角为30°的冲孔方式,其影响因素灰色关联度为r=0.960 91。
[Abstract]:At present, the high pressure water jet punching system with small flow rate, small pressure and small caliber has little application and poor effect in downhole. In order to popularize this system in the application of underground anti-outburst measures, it has been applied in No. 5 coal seam of Qianjiaying Coal Mine in Kailuan. The selection and optimization of bore diameter and punching angle of high pressure water jet punching gun are studied experimentally. By using the theoretical derivation, the along and local resistance losses of high pressure water jet system are obtained. The MATLAB numerical analysis method is used. The analysis curve is made and the optimum caliber of piercing head is calculated back from image coordinates. The range of field test parameters is determined according to the theoretical derivation results, and the optimum field test parameters of nozzle caliber of high pressure water jet are obtained. The results show that, The pump pressure reaches the maximum value of 31.5 MPA. When the caliber of the gun head is selected as 6 mm, the punching effect is the best. The method of theoretical analysis and field test is used to test the selection of punching angle, and the grey comprehensive evaluation method is used to predict and evaluate the punching scheme. The results show that, The optimum punching angle range is 5 掳and 10 掳, and the coal discharge is 1.2U 1.5 times of that when the punching angle is 0 掳. The working face adopts the punching mode with the angle of 10 掳between the middle hole and the horizontal plane, 5 掳between the two sides of the hole and horizontal plane, and 30 掳for the horizontal direction of the two adjacent holes. The grey correlation degree of the influencing factors was 0.960 91.
【作者单位】: 华北理工大学矿业工程学院;开滦(集团)有限责任公司;开滦(集团)有限责任公司钱家营矿业分公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51374089)
【分类号】:TD713.3
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,本文编号:1594283
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