水射流噴嘴位置和壓力對掘進(jìn)機(jī)破巖性能的影響

任國強(qiáng)

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司， 山西 晉城 048400）

引言

掘進(jìn)機(jī)的切割機(jī)在切割堅硬和磨蝕性巖石時，會受到高作用力、過度磨損和高溫，導(dǎo)致切割機(jī)壽命降低、增加機(jī)器停機(jī)時間。以往的研究表明，水射流有助于顯著提高推進(jìn)速度，減少粉塵產(chǎn)生，延長切割機(jī)壽命，切割力可以減少兩倍，刀具壽命可以延長一倍。噴水噴嘴相對于鎬的位置對于提高切割效率至關(guān)重要。以往的研究主要集中在噴嘴位置與單一刀具之間的關(guān)系[1-3]。

本文將針對噴嘴最佳位置的噴射、水射流壓力對射流速度的影響以及巖石的破巖性能等方面做進(jìn)一步的研究。

1 實(shí)驗(yàn)程序

1.1 噴嘴位置

為了研究噴嘴位置對巖石破碎效率的影響，分別對如圖1 所示三種位置的水射流配置與撿拾器相關(guān)的噴嘴進(jìn)行分析。如圖1-1 所示為帶有前置噴嘴的刀盤，噴嘴連接到刀盤上并與鎬座分離。位于刀盤中心位置的噴嘴，如圖1-2 所示，噴嘴埋頭嵌入鎬，使高壓水流過鎬。帶有后部定位噴嘴的刀盤，如圖1-3 所示，噴嘴放置在撿拾器上。為其拾取定位距離的噴嘴前后定位配置約為18 mm。

圖1 一個系統(tǒng)的水射流噴嘴相對于鎬三種位置配置

1.2 巖石標(biāo)本

在本研究中，巖石樣本采用42.5 級硅酸鹽水泥、B 級石膏粉和河砂。混合后的材料放入模具和巖石盒中，巖石箱的高度、寬度和厚度分別為1000 mm、800 mm 和600 mm。圓柱形試樣的直徑和長度分別為50 mm 和100 mm。人造巖石的力學(xué)特性如表1 所示。

表1 人造巖石屬性

1.3 測試平臺

巖石破碎平臺如圖2 所示。……