高壓水（shuǐ）射流切割技術在礦井中的應用

高壓磨料水（shuǐ）射流加工技術無切削（xuē）熱變形產生，可以切割任何（hé）材料，具有切割方向的高柔性和很（hěn）小的切削力等優點，也被稱為冷切割。
 
高壓磨料水射流是將磨料在高壓輸水管路中混合均勻，形成磨（mó）料（liào）與水相混合的（de）固液兩相流，再經噴嘴噴出。磨料射（shè）流係統中的磨料罐（guàn）處（chù）於泵壓作用下，必須是一個能承受一定壓力的容器。高壓（yā）水與磨料在磨料罐內初步混合，使磨料處（chù）於似流（liú）體的流化狀態，然後在高（gāo）壓輸（shū）送管的（de）混合室內流化磨料與水混合，最（zuì）後經磨料噴嘴加速過程使磨料獲得更大的動能而噴射形成固液兩（liǎng）相介質射流（liú）。高壓（yā）磨料水射流采用（yòng）石英（yīng）砂作為磨料，切割20 mm厚的（de）鋼板所需壓力僅（jǐn）為300～400 bar。其工作原理如下圖：

通風管路（lù）風壓力源驅動的高壓前混合磨料水射（shè）流切割裝置（zhì）便（biàn）於在井下移動，不需要電源，解決了井下用電安全問題，杜絕了使用電器帶來的（de）失爆問題，並且工作時壓力較低，隻需要（yào）200～400 bar。適合在（zài）易（yì）燃易爆環境下切割金屬。

利用高壓磨料水射流（liú）的切割特（tè）性及安全特性，可用於切割井下不同（tóng）材料（liào）及不同厚度的金屬；其切（qiē）割效果主要是通過改變（biàn）射流壓力、靶距及噴嘴直徑來實現，我們選用的（de）是采用射流壓力為350 bar，噴（pēn）嘴直徑為（wéi）0.8 mm參數條（tiáo）件下進（jìn）行的切割工字鋼及切割高壓鋼絲（sī）膠管試驗。試驗結果表明，非接觸式紅外輻射（shè）溫度計檢測到偶爾出現的火花溫度在40～89 ℃，火花持續時間＜0.01 s，在任何瓦斯濃度的條件下，高壓水射流安全切割裝置在切割時都（dōu）不會（huì）發生爆炸現象（xiàng），雖然在切割（gē）過程中偶（ǒu）爾會出現火花（huā），但（dàn）由於其溫度很低，遠遠低於（yú）瓦斯爆炸（zhà）最小著火（huǒ）溫度，火花持續的時間（jiān）也遠小於瓦斯著火（huǒ）的感應期。切割時產生的火花（huā）不足以點燃瓦斯，因此是安全（quán）的，可以在煤礦（kuàng）井下進行切割作業。

近年（nián）來煤礦的機械化程度逐漸提高（gāo），礦井的質（zhì）量標準化水平也（yě）隨之更高，高瓦斯及雙突礦井限製井下使用明火及（jí）切割金屬；給井下的管路拆除、鋪設鋼軌、切除錨杆、切割鋼絲繩、高壓膠管及金屬等帶來了難題（tí），高壓磨料水射流冷切（qiē）割（gē）加工技術（shù）的應用大大提高了礦（kuàng）井的勞動生產力，促進了機械化水平的提高，更好地（dì）保障（zhàng）了礦井的安全生產。