高壓水射流切割技術在礦井中的應用

高壓磨料水（shuǐ）射（shè）流加工技術無切削熱變形產生，可以切割任何材料，具有切割方向的高柔性和很小的切削力等優點，也被稱為冷切割。
 
高壓磨料（liào）水射流是將磨料在（zài）高（gāo）壓輸水管路中混合（hé）均（jun1）勻，形成磨料與水相混合的固液兩相流（liú），再經噴嘴噴出。磨料（liào）射流係統中的磨料罐處於泵壓作用下，必須是（shì）一個能承受一定壓力的容器。高壓水與磨料在磨料罐內初步混（hún）合，使磨（mó）料處於似流體的流化狀態，然後在高壓輸送管的混合室（shì）內流化（huà）磨料與水混合，最後經磨料噴嘴加（jiā）速過程（chéng）使磨料獲得更（gèng）大的動能而噴射形成（chéng）固液兩相介質射流。高（gāo）壓磨料水射流采用石英砂作（zuò）為磨料，切割20 mm厚的（de）鋼板所（suǒ）需壓力（lì）僅為（wéi）300～400 bar。其工作原理如下（xià）圖：

通風管（guǎn）路風壓（yā）力源驅動的高壓前混合磨料水射流切（qiē）割裝置便於在井下移動，不需要電源，解（jiě）決了井下用電安全問題，杜絕了（le）使用電器帶來的失爆問題，並且工作時壓力較低，隻需要200～400 bar。適合在易燃易爆環境下切割金屬。

利用高壓磨料水（shuǐ）射流的切割特性及安全特性（xìng），可用於切割井下不同材料及不同厚度的金屬；其切割效（xiào）果主要是通過改變射流（liú）壓力、靶距及噴嘴直（zhí）徑來（lái）實現，我們選用的是采用射（shè）流壓力為350 bar，噴（pēn）嘴直徑為0.8 mm參數條（tiáo）件下進行的（de）切割工字鋼（gāng）及切割（gē）高壓鋼絲膠管試驗。試驗結果表明，非接觸式紅外輻射溫度計檢（jiǎn）測到偶爾出現的火花溫度在40～89 ℃，火（huǒ）花持續時間＜0.01 s，在任何瓦斯（sī）濃度的條件下（xià），高壓水射流安（ān）全切割裝置（zhì）在切割時都不會發（fā）生爆炸現象，雖然在切割過程（chéng）中偶爾會出現火花，但（dàn）由於其溫度很低，遠遠低於瓦斯爆炸最小著火溫度，火花持（chí）續的時間也遠小（xiǎo）於瓦斯著火（huǒ）的感應期。切割時產生的火花不足以點燃（rán）瓦斯，因此是安全的，可以在煤（méi）礦井下進行切割作業。

近年來煤礦的機械化程度逐漸提高，礦（kuàng）井的質量標準化水平也隨之（zhī）更高（gāo），高（gāo）瓦斯及雙突礦井限製井下使用明火及切（qiē）割金屬；給井下的管路拆除、鋪設鋼軌、切除錨（máo）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（shè）流冷切割加工技術的應用大大提（tí）高了（le）礦井的勞動生產力，促（cù）進了機械化水平的提（tí）高，更好地保障了礦井的（de）安（ān）全生產。