高壓水射流切割技術在礦井中的應用

高壓（yā）水（shuǐ）射流技術作為（wéi）先進的加工技術之一，主要（yào）應用在（zài）清洗、去（qù）垢、除鏽、破碎（suì）、切（qiē）割（gē）、鑽孔等方麵。高壓水射流中加入一定（dìng）數量（liàng）的磨料粒子便形成一種新型粒（lì）子流—磨料射流（liú）；磨料射流的引入大大降（jiàng）低了其切割（gē）金屬的壓力，高壓水射（shè）流切割技術又稱為冷切割；其特點是加工（gōng）點（diǎn）溫度低，無熱影響區，切口質量高，無粉塵和有害氣體（tǐ），能量傳輸方便，切（qiē）割時無振動和噪聲（shēng），滿（mǎn）足加工特殊材料（liào）及在特定環境下的加工作業要求。

高壓磨料水（shuǐ）射流加工技術無切削熱變（biàn）形產生，可以切割任（rèn）何材料，切（qiē）割方向的高柔性和很小的切削力等，也稱為冷切割。水射流切割金屬的溫度及感應時間變化（huà）如下圖（tú）所示。
 
高壓磨料水射（shè）流是將磨料在高壓（yā）輸水管（guǎn）路中混合均勻，形（xíng）成（chéng）磨料與（yǔ）水相混合的固液兩相流，再經（jīng）噴嘴噴（pēn）出。磨料射流（liú）係統中的磨料罐處於泵壓作用下，必須是一個能承受一定壓力的容器。高壓水與磨料在磨料罐內初步混合，使磨料處於似（sì）流體的流化狀態，然後在高（gāo）壓輸送管的混合室內流化磨料與水混合，經磨料噴嘴加速過程使磨料獲得更大的動能而噴射形（xíng）成液固兩相（xiàng）介（jiè）質射流—磨料射流。磨料射流普遍采用石榴子（zǐ）作為磨料，切割20 mm厚的鋼（gāng）板（bǎn）所需壓力為30～40 MPa。

通風管路風壓力源驅動的高壓（yā）前混合磨料水射流切割（gē）裝置便於在（zài）井下移動，不需要電源，解決了（le）井下用（yòng）電（diàn）安全問題，杜絕了使用電器帶來（lái）的失爆問題，工作（zuò）時壓力較低，隻需要20～40 MPa，易於實現。適合在易（yì）燃易（yì）爆環境下切割金屬。
 
試驗結果（guǒ）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（de）條件下，高壓水射流安全切割裝置在切（qiē）割時都不會發生爆炸現象，雖然在（zài）切割過程中偶爾會出現火花，但由於（yú）其溫度（dù）很低，遠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。切割時產生的火花不足以點燃瓦斯，故是（shì）安全的。

近年來煤礦的機械化程（chéng）度（dù）逐漸提高，礦井（jǐng）的質量標準化水平也要求更高，高瓦斯及雙突礦井限製井下使用明火及切割金（jīn）屬（shǔ）；給井下的管路拆（chāi）除，鋪設鋼軌，切除錨杆、切割鋼絲繩、高壓膠管（guǎn）及（jí）金屬等帶來了難題，高壓（yā）磨料水射流冷（lěng）切割加工技術的應用大大（dà）提高了礦井的勞動生產力（lì），促進（jìn）了機械化水平的提高，更好地保障了礦井的安全生（shēng）產。