高压水射流钻切煤岩效率的相似试验研究

摘要
本文通过相似材料与模型试验方法配制煤岩相似材料,来实现基于最低比能的高压水射流钻切煤岩参数优选研究。基于相似理论,以水泥、河砂、添加剂(丁腈橡胶粉、聚苯乙烯颗粒)等为原料,构造煤岩相似材料.通过单轴压缩试验,获得水灰比、灰砂比、养护时间、添加剂体积比等配置参数对煤岩相似材料物理力学特性的影响特性,并基于正交设计得到满足相似条件的煤岩相似材料配比方案.进一步研究高压水射流钻切煤岩相似材料的破坏特性,结果表明:比能随着泵压的提高而显著减小,并逐渐趋近于一个固定值;在靶距小于4mm时,比能变化较小,随着靶距的增大比能明显降低,当靶距大于7.5mm时比能则急剧增加;比能随着横移速度、切割次数的增大呈先减后增的趋势.从最低能耗角度获得高压水射流钻切煤岩的最佳参数,研究结果对高压水射流技术在矿业工程中应用提供了技术支撑.
关键词
岩石力学;模型试验;高压水射流;破坏特性
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