高壓水（shuǐ）射流切割技術在礦井中的應用

高壓水射流技術作為先進的加工（gōng）技術之一，主要應用在清洗、去垢、除鏽、破碎、切割、鑽孔等方（fāng）麵。高（gāo）壓水射流中加入一定數量的磨料（liào）粒子便形成一種新型粒（lì）子流—磨（mó）料射流；磨料射流的引入大大降低了其切割金屬的壓力，高壓水射流切割技術又（yòu）稱為冷切割；其特點是加工點（diǎn）溫度（dù）低，無（wú）熱影響區，切口（kǒu）質量高，無粉塵（chén）和有害氣體，能量傳輸方（fāng）便，切割時無振動和噪聲，滿足加工特（tè）殊材料及（jí）在特定環境下（xià）的加工作業要求。

高壓磨料水射流加工技術無切削熱變形產生，可以切割任何材（cái）料，切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（de）溫（wēn）度及感應時間變化如下圖所示。
 
高壓（yā）磨（mó）料水射流是將磨料在（zài）高（gāo）壓輸水管路中混（hún）合均勻，形成磨（mó）料與水相（xiàng）混合的固液兩（liǎng）相流，再經噴（pēn）嘴噴出。磨料射流（liú）係統中的磨料罐處於泵壓作用下（xià），必須是（shì）一個能承受一定（dìng）壓力的容器。高壓水與磨料在磨料罐內初（chū）步混合，使磨料處於似流體的流化狀態，然後在高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（huò）得更大的動能而噴射形成液固兩相介質射流—磨（mó）料射流。磨料射流普遍采（cǎi）用石榴子（zǐ）作（zuò）為磨料，切割20 mm厚的鋼板所需壓力為30～40 MPa。

通風管路風壓力源驅動的高壓前混合磨料水射流切割裝置便於在井下移動，不需要電源，解決了井下用電安全問題，杜（dù）絕了使用電器帶來（lái）的失爆問題，工作時壓力較低，隻需要20～40 MPa，易於實現。適合在易燃易爆環境下切割金屬。
 
試（shì）驗結果（guǒ）表明，非接觸式紅外輻射（shè）溫度計檢（jiǎn）測到偶爾出現的火花（huā）溫度在40～89 ℃，火花持續時間＜0.01 s，在任何瓦斯濃度的（de）條（tiáo）件下，高壓水射流安全切割裝置在切割時（shí）都不（bú）會發生爆炸現象，雖然在切割（gē）過程中（zhōng）偶爾（ěr）會出（chū）現火花，但由於其溫（wēn）度很低，遠遠低於瓦斯爆炸最小著火溫度，火花持續的時（shí）間也（yě）遠小於瓦斯著（zhe）火的感應期（qī）。切割時產生（shēng）的火花不（bú）足以點燃瓦斯（sī），故是安全的。

近年來煤（méi）礦的機械化程度逐漸提高，礦井的質量（liàng）標準化水（shuǐ）平也要（yào）求更高，高（gāo）瓦斯及雙突礦井（jǐng）限製井下使用明火及切割金屬；給井下的（de）管路拆除，鋪設鋼軌，切除錨（máo）杆、切割鋼絲繩、高壓膠管及（jí）金屬等（děng）帶來了難題，高壓磨料水射流冷切割加工（gōng）技術的應（yīng）用（yòng）大大提高了礦井的勞動生產力，促進了機械化水平的提高，更好地保障（zhàng）了礦井的安全生產。