浅析高压水力割缝技术
高压水力割缝技术在快速掘进中的应用
［ 关 键词 ］ 水 力割缝 ； 底板 穿层 ； 快速掘 进 ［ 中图分 类号 ］Ｔ Ｄ７ １ ２［ 文献 标识 码 ］Ｂ ［ 文章编 号 ］１ ６ ７ ２ － ９ ９ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ ＿ Ｏ ０ ２ ６ ＿ Ｏ ３
０ 引 言
采掘 接替 紧张是 制约 现代化矿 井 发展 的重要
有 瓦斯动 力灾 害情况 下的灾 害治理 ，提 高巷道 掘 进 速度 的研究具 有非 常重要 的实 际意义 。
因素之一。 随着我国矿井采深的延伸 ， 矿井瓦斯灾 害越来越突出， 巷道掘进过程中灾害越来越多 ， 危 险性也越 来越 高 ， 掘 进速度 大大 降低 ， 很难 满足 日 益进步的回采速度需求 ， 一定程度上阻碍了我国 矿 井 向大型集 约化 方 向发 展 的步骤 。 在保 证安 全 的前 提下 ，提高 煤巷 掘进 的速 度 是 目前煤炭领域非常重视的课题之一 ，因此开展
新分 布 。在缝 槽上 下两侧 的煤体 向 中间缝槽 中移 动 的同时 ，煤层 发生卸 压 （ 地应 力减 小 ） 、变形 、 膨胀 等一 些列 的变化 ， 同时又产 生不 同大小 裂缝 ，
以往研 究结 果表 明 ：人 为 的在 煤层 中制 造裂 隙 可 以较好 地解 决低 透气性 煤层 瓦斯 解 析 、抽 采
面临的困难 。 高压水力射流割缝技术 ， 可以实现 在原有钻孔大小的工艺上 ， 对深部煤体扰动切割 ， 在煤层中人为制造裂隙及微裂隙，使煤体暴露面
积增 大 ， 瓦斯 流动通道 得到疏 通 ， 可 以较 好地 提高
使原有的缝槽演变成许许多多的小裂缝 ，可以有 效 地增大 煤体透气 性 ， 促 进 瓦斯 流动 ， 使瓦斯 压力 与瓦斯含量下降，煤体 中蕴含的瓦斯潜能也得到 降低＿ ２ ． ７ ］ 。 同时 ， 大量 瓦斯 的释放使 煤 的坚 固性增 加， 增强了煤 自 身抗 突出的性能隅 。缝槽相互耦 合 的卸 压 作 用 进 一 步 提 高 了单 孔 的有 效 影 响 半
水力割缝工艺技术
水力割缝工艺技术水力喷砂割缝技术是采用含砂的高压水流通过井下割缝工具后，形成高速射流，在水流和磨料高速冲击下，将套管及周围岩层沿轴向切开，最后在近井地带形成多对宽约20mm，缝高200mm，缝深1200mm，互成180°的长缝，并可根据储层厚度提升管柱切割多条裂缝，从而达到增加井筒周围地层渗透率、改善近井带的渗流阻力及增产增注的目的。
水力喷砂割缝是一项增产增注新技术，相对于常规射孔而言，其解决了射孔深度不足、射孔压实带及污染的问题，同时增加了渗流面积，相对水力压裂而言，其施工简单，成本较低，所产生的裂缝易于控制，同时增产增注效果明显。
水力喷砂割缝后，油水井井筒周围岩层的几何形态发生了巨大变化，打破了原来地层的平衡状态，近井带应力重新分布，形成一对相对较深的缝隙，在强大的地应力作用下，调整了原来的应力场：在裂缝的表面区域为拉应力区，而非压应力区，使压实带的岩层发生疏松并产生新的裂纹，影响半径达到1.5米以上，从而有效提高地层的渗透能力，增大地层的渗透率。
割缝后近井地层的应力将大幅度下降，仅为钻井后井周应力的15%—5%，且影响范围达3m之多，虽然是局部地区渗透率大于其它地区的渗透率，但生产井的产量仍能得到很大的提高。
另外，水力喷砂割缝技术是利用磨料水流的磨蚀作用，能够有效减少对套管及水泥环的冲击、破坏作用，避免了常规套管射孔完井对地层的伤害，是提高油气井产量的新技术，对水力割缝过程中套管强度的变化和地应力的重新分布情况、近井地带渗透率的变化进行了有限元分析，认为割缝后套管强度仍能满足生产的需要，不会产生严重破坏，水力喷砂割缝增产增注机理，主要体现在以下几个方面：（1）清除油水井井壁泥浆污染。
通过水力喷砂割缝，在油水井筒附近割开缝，解除了由于钻井过程中泥浆侵入带来的污染，从而解除堵塞达到增产增注的目的；（2）解除密实圈，提高近井带渗透率。
钻完井后，在地应力的作用下，井筒附近形成应力集中区，其厚度大于油井直径，该区域内应力水平是远场的2.5 ~3倍，由于高主应力的作用，围岩被压实，形成密实圈，渗透率远低于远场渗透率。
煤矿井下高压水力割缝技术应用简析
煤矿井下高压水力割缝技术应用简析摘要：瓦斯抽采是瓦斯灾害治理的重要手段。
矿区煤层透气性系数普遍较低、抽采瓦斯难度大，采前瓦斯抽采困难，而且随着煤矿开采深度的逐步增加，地应力增大，瓦斯含量和瓦斯压力增加，“掘－抽－采”不平衡问题日益凸显。
寻求一种提高煤层渗透性、强化煤层瓦斯抽采率的技术显得迫在眉睫。
煤矿一直在探索如何能进一步提高瓦斯抽采效率，在采用液态CO2置换驱替煤层瓦斯方面，取得了很好的效果。
研究表明，要实现瓦斯的高效抽采，其关键点是破坏瓦斯“存、储、盖”等大环境，释放瓦斯煤体周边应力，通过施加外部动力，达到增透、促抽的瓦斯高效抽采目的。
基于此，本篇文章对煤矿井下高压水力割缝技术应用进行研究，以供参考。
关键词：煤矿井下；高压水力割缝技术；应用分析引言甲烷是煤层气和煤层气中的一种气体，甲烷是其中的主要组成部分，是清洁和高质量的能源。
中国煤矸石气藏约36.8×1012m3，低层煤矸石气藏16×1012m3，占资源总量的40%以上。
它们主要分布在西北天然气集中区和东北天然气集中区，以及中国北方天然气集中区鄂尔多斯盆地侏罗纪和白垩纪煤层气层。
目前，中国煤层气资源的合理开发利用受到高度重视，已成为能源开发利用的重点领域，预计将成为煤层气勘探开发的新领域。
为了解决我国煤层气有效开采的技术问题，提出了一种通过液压接头富集技术气体的方法，以便为在其他矿山混合使用低厚度煤层气提供技术支持。
1水力割缝破煤机理水力压裂机理主要体现在断煤的切割和破坏、断煤的牵引和破坏以及断煤的内部破坏。
(1)切断并销毁碎煤。
根据力学定律，喷水冲击煤体表面，煤体上的作用可分解为拉力和剪切应力。
当这两种应力均超过煤体所能承受的极限时，煤体开始受到拉伸和剪切损伤。
= σtan φ + c ( 1):煤体的剪切应力，mpaφ为法向应力，mpaφ是煤体内部摩擦角()；c表示煤体粘附，MPa。
(2)拉伸破坏煤的结垢效果。
当煤体第一次受到喷水的影响时，里面有牵引裂纹随着喷水不断撞击，周围的煤体受到牵引约束，裂缝逐渐向煤体深处延伸。
高压水力割缝技术在底板穿层预抽煤层瓦斯中的应用
该工作面走 向长 １６ ｍ，可采走向长 １９ ｍ，工作面长 ７５ ５７
１０ ８ ｍ，煤 层结 构 单 一 ，赋存 较 为 稳 定 ，厚 度 一 般 在 ４６ ． １～ ７ ７ ｍ，平 均 ６ ２ ｍ，煤 层 倾 角 较 为 稳 定 ，一 般 在 ７ ～１ 。 ．８ ．０ 。 ２ 左 右 。工 作 面 回采 己 ， 煤层 ，可 采 储 量 为 １ １ ｔ ４ 万 。
１ 高 压水 力割 缝技 术
１ １ 水 力 割 缝 系统 ．
该 系统 由三部分 组成 ：① 高压 泵站 ，其作用 是 提供 高
压 水 ，提 供 具 有 割 缝 能 力 的 水 射 流 的 能 量 ；② 钻 机 ，其 作 用 是 实 现 打 钻 和 退 钻 功 能 ；③ 配 套 割 缝 钻 头 钻 杆 等 ， 主 要 作用是 输 送 高 压 水 并 形成 煤 体 的切 割 作 用 。系 统 如 图 １
斯 问 题 的重 要 指 导 方 向 … 。 国家 安 全 生 产 监 督 管 理 总 局 颁
布 的第 １ ９号 令 中明确表示 ，瓦斯治理 工作 区域 预抽 为先 ， 局 部治理 为 辅 。在 大 部 分 不具 备 保 护 层 开采 条件 的矿 井
中 ，穿 层 钻 孔 预 抽 煤 层 瓦 斯 成 为 治 理 瓦 斯 问 题 的 重 要
２ １ 工 作 面 概 况 ．
己
炭
工
程
２ １ 第 ６期 ００年
现场实际情况 ，在煤层 底板平行工作 面机巷 ，与机巷平距 为 ２ ｍ、与己． 煤层 下界垂 距 为 ｌ ｍ，外错 布置底 板抽 ０ Ｏ
放 巷 。钻 孔 布 置 如 图 ３、４所 示 。 实 施 底 板 穿 层 预 抽 煤 巷
高压水切割
高压水切割一、高压水切割技术的前景随着高压水切割技术推广应用，它独特的优点被人们应用于生产、生活的许多方面。
高压水切割技术首先被用于军工企业，解决了呈各向异性的层合板结构的复合材料的加工难题。
高压水喷流也是一种理想的消除涂层工具，高速飞机的涡轮风扇发动机、燃烧室中的涡轮罩、风扇罩等部件，其表面喷涂了各种合金、碳化物的陶瓷涂层，在对其表面重新加工之前，必须将这些涂层除去。
过去的方法既费时，又污染工作环境如：磨削、手刮、浸在酸中等，用高压水射流技术来清除这些涂层，可省时80%~88%，并可控制清除深度，不损伤工件表面。
高压水射流技术还可以应用于切割布匹，陶瓷，钢筋混凝土结构，纸张；并用于清除船体，螺旋桨表面的附着海洋浮游生物和积垢等。
人们把高压水切割技术也引入了医学领域，在日本，人们实验性的应用它作外科手术，发现术后既不损伤周围组织，也不引起感染。
从近期国内外研究动向中可以看到，高压水切割技术应用水射流的多种性质，以及射流与目标物的多种作用方式，使高压水切割装置称为一类多种功能，适合现代化建设需要的破碎、切割、清洗方面的新型工具。
二、高压水切割的优点高压水切割技术首先由苏联发现，后由美国麦克卡特尼公司第一个取得了专利权。
随着这一技术的广泛应用，高压水切割技术的优点也越来越明显的体现出来。
1、改善了工作环境高压水切割时，加工切屑量少，只是传统加工工艺的15%~20%，且由于高压射流形成的真空，产生一个向下吸力，使切屑同水流一并流走，从而避免了切屑与尘埃飞扬的情况，在加工过程中，噪音小（低于80分贝），不会产生有害气体，有利于保护操作者的身体健康。
2、工艺性能好它的切缝狭窄，只有0.1~0.8mm，原材料损耗率低，切口整齐，光滑，无毛刺，板材两的切缝宽度基本相同，不产生分层和变形问题，加工后，无需对工件加以修边。
另外，高压水切割是冷加工，加工部件不产生热变形、热应力，强度也不发生变化。
当高压水切割系统与光电仿形装置、数控系统配合一起时，能作特形切割。
高压水力割缝技术问题及对策研究
高压水力割缝技术问题及对策研究发布时间：2021-10-09T08:15:00.240Z 来源：《工程建设标准化》2021年14期作者：张轩[导读] 高压水力割缝技术是一种利用具有压力脉冲特性、张轩淮河能源控股集团煤业公司潘二矿，安徽淮南 232087摘要：高压水力割缝技术是一种利用具有压力脉冲特性、自激空化特性和切割破碎煤岩特性的高度聚能的射流束对煤体实施切割破碎，在煤层内部中造成空隙，改变煤体结构，使原煤体的微孔隙张开，造成新裂隙即局部卸压，来改善煤层内部瓦斯流动状况，达到提高煤层透气性、提高预抽率的目的。
文章主要介绍高压水力割缝技术原理及实施过程，并分析了技术问题，提出解决方案。
关键词：高压；水力割缝；技术问题；对策引言高压水力割缝原理是利用乳化液泵将水进行加压，通过钻杆送入切割喷嘴，再通过切割喷嘴喷出形成脉动水线切放煤层，形成缝隙，它的直径深度可达2 m，从而增加了煤层的透气通道和暴露面积，加大了煤层的透气性，加快了煤层内瓦斯的抽出，实现快速有效的消突作业。
采用高压水力割缝增透技术时，可能会遇到一些较为复杂的技术问题，为确保施工安全，在此将长期性的高压水力割缝试验过程中所遇到的一些技术问题及解决方法加以总结，以便为今后的高压水力割缝提供一定的参考作用。
1 高压水力割缝及增透技术原理1.1高压水力割缝原理低透气性松软突出危险煤层，受其成煤环境和后斯地质运动影响，其内部原生裂隙不发育或是十分微小，为了增大煤体的透气性系数，只有人为的采取措施使卸除煤层区域应力或在煤层内部中生成后生裂隙，改变煤体结构，扩展煤层内部裂隙。
高压水力割缝技术是一种利用具有压力脉冲特性、自激空化特性和切割破碎煤岩特性的高度聚能的射流束对煤体实施切割破碎，在煤层内部中造成空隙，改变煤体结构，使原煤体的微孔隙张开，造成新裂隙即局部卸压，来改善煤层内部瓦斯流动状况，达到提高煤层透气性、提高预抽率的目的。
1.2高压水力割缝增透原理高压水力割缝是在煤层中先施工一组抽采钻孔，然后选择部分钻孔进行高压水力割缝。
高压磨料水力割缝技术在高突煤层的应用
［ 责任编辑 ： 薛俊歌］
．
图 ７ 割缝效果与不割缝钻孔的抽 放流量 比较
（ 上接第 ２ ４页 ） 明日报 出版社 ， ２ ０ １ ０ ． ［ ３ ］ 景丽珍 ． 高 校教师教学科 研成果的影 响因素 （ 英） 【 Ｍ】 冲 央 民族 大学 出版社
风 巷
图 ５ 低 抽 巷水 力割 缝 消 突 示 意 图
３ － ３ 封 孔工 艺
＾ 嶷蠢
图 ８ 割缝与不割缝钻孔抽放浓度 的比较
∞ ∞ 约 ∞ ∞ 柏 ∞ ∞ ∞ ４ 结语 该 实验采用保压注浆封孑 Ｌ 工 艺 ．使用聚氨酯 和膨 胀水泥联合封 孑 Ｌ ． 膨胀水 泥采 用高强度微膨胀 型材料 Ｐ Ｄ材料 ． 将抽放 管花眼位置 （ １ ） 低抽巷高压磨料水力 割缝技术工艺能有效消除高突危险区域 伸到煤层顶部 ， 防止花眼被堵 ． 前后 两段使用 中国矿业 大学研制 的聚 的煤体 弹性潜能和高压瓦斯 内能． 对降低瓦斯突出危险性效果较好 氨酯封孔袋 ， 中间填充膨胀水泥封孑 Ｌ ． 膨胀水 泥在岩石 中封 ８ 米。 该封 （ ２ ） 该技术能显著增大煤体 的透气性 ， 扩大钻孔影响半径 ． 减少钻 孔工艺是 在两端用聚氨酯封堵后往封闭的空间再 注入膨胀 型水泥 ． 注 孔施工量 ． 经济效益可观 入压力可以达到 １ ． ５ Ｍ Ｐ ａ ．通过高压泵的压力和材料 自身的膨胀性能 （ ３ ） 高压磨料水力割缝技术应用后煤体含水量较 以往略有增加 ． 减 能有效 的保证 膨胀水泥向周围的裂隙 内运移填充 （ 图６ ） 。 是目 前 国内 少了掘进过程中空气中的粉尘浓度 。 （ ４ ） 在应用该技术进行割缝操作时要注意检查施工现场的瓦斯浓 较 为先进 的封孔工艺 ． 该封孔工艺在我国的各大矿 区得到 了一致 的肯 定 度， 控制割缝速度防止瓦斯超限。 ●
高压水射流切割技术在工业领域的应用研究
高压水射流切割技术在工业领域的应用研究在工业生产中，某些金属、合金及非金属材料的切割加工一直是困扰着生产者的难题。
对于传统的切割方法，如火焰切割、机械切割等，虽然也有优点，但也存在很多缺点。
比如焊接热影响区过大、光盘表面裂纹、低效率等问题。
而高压水射流切割技术的出现，可以满足这些问题，有效提高了工业的生产效率和质量。
1. 高压水射流切割技术的基本原理高压水射流切割技术是一种以高压水为切割媒介载体，通过喷嘴进行加速导致水流的速度大大加快，达到10倍于原本静态压力下的水流速度。
高速水流会将工件表面材料剥落，形成切割。
切割的深度和形状取决于喷嘴直径、水压和喷嘴的移动速度。
射流速度越高，切割厚度越大，最厚能够达到300mm以上，射流速度越低，切割精度越高。
2. 高压水射流切割技术的优点相比较传统的切割方法，高压水射流切割技术具有很多的优点:（1）切割效率高：高压水射流切割技术在切割速度、切割效果及切割深度方面均有很大的提升，可以达到高效率生产的目的。
而且切割过程不产生热影响，不会导致材料变形、氧化，也不会引起内应力。
（2）环保：高压水射流切割技术采用水作为切割介质，不像其他传统方法一样会产生废气、废水、噪音等污染问题。
水靠自然降解，不存在任何对环境的伤害。
（3）适应性好：高压水射流切割技术适用面广，可用于切割钢、铁、铜、铝、黄铜、不锈钢、陶瓷、玻璃、硬质合金等大多种材质。
（4）切割精度高：由于高压水射流切割技术没有割缝，与刀具的厚度无关，因此可以在相对简单的工艺条件下达到准确的切割精度，可达到0.1毫米。
3. 高压水射流切割技术在工业领域的应用目前，高压水射流切割技术在工业领域已经得到广泛的应用，主要是以下几个领域：（1）航空航天领域：高压水射流切割技术可用于加工飞机部件、发动机组件及宇航器部件等，可以达到高精度、高效率的切割效果。
而且高压水射流切割技术可以切割特殊复杂的形状，帮助航空航天领域的生产实现更高的精度和效率。
水力割缝技术
水力割缝技术水力割缝技术是一项先进的岩石爆破技术。
它又被称作高压水射流割缝技术。
该技术可以在爆炸弊大于利时仍然安全可靠地进行。
与传统的爆破作业相比，水力割缝技术具有诸多优势，例如对环境的影响小、作业效率高、噪声污染小等等。
下面我将为大家介绍水力割缝技术的具体步骤。
第一步，选择合适的水力割缝设备。
通常情况下，水力割缝设备是由水泵、射流喷嘴、高压软管、压力控制阀以及电气装置等部分组成。
不同的水力割缝设备在结构、性能等方面都存在差异，因此，需要根据具体的作业需求选择合适的设备。
第二步，就地选取岩石样品。
岩石样品的选取是测试水压的一个非常关键的步骤。
在选取样品时，需要一定的经验和技巧，否则，可能会出现误差。
第三步，根据实际需要，选择适当的水压。
水压是根据岩石的硬度和密度等条件来决定的。
在选择适当的水压时，需要根据实际情况进行调整，最终确定一个适合的水压范围。
第四步，安装水力割缝设备。
将水力割缝设备按照操作说明书进行正确的安装，并进行各项功能测试，确保设备正常工作。
第五步，将射流喷嘴放置在岩石的切口处。
水流冲击岩石切口，产生压裂作用，从而使岩石出现裂缝。
第六步，通过控制水压和射流角度来调节裂缝的大小和方向。
对于不同的岩石性质，需要采取不同的射流角度和水压配合，以达到更好的割缝效果。
第七步，如果需要进行分段割缝，可以通过水力割缝设备进行多次的裂缝扩大和连通。
在水力割缝作业中，需要注意安全问题，严格执行操作规程。
总之，水力割缝技术是现代化矿山工作中的一种重要技术手段，其作业效率高，裂缝质量优，是未来矿山工作的重要方向之一。
浅析高压水力割缝技术
浅析高压水力割缝技术摘要：为了提高煤层透气性和瓦斯预抽效果，加快瓦斯抽采达标进程，决定在石门揭煤、掘进条带穿层、穿层网格等瓦斯抽采钻孔施工过程中全面推广应用高压水力割缝增透技术，文章对其应用进行分析。
关键词：高压水利割缝；瓦斯预抽；透气性高压水力割缝原理是利用乳化液泵将水进行加压，通过钻杆送入切割喷嘴，再通过切割喷嘴喷出形成脉动水线切放煤层，形成缝隙，它的直径深度可达2 m，从而增加了煤层的透气通道和暴露面积，加大了煤层的透气性，加快了煤层内瓦斯的抽出，实现快速有效的消突作业。
1 高压水力割缝技术原理高压水力割缝技术是一种具有压力脉冲特性、自激空化特性和切割破碎煤岩特性的新型射流形式，能以高度聚能的射流束在煤岩上产生冲蚀、空化来实现对煤岩的切割破碎。
利用高压水力割缝在低透气性煤体中钻深孔、切缝能够增大煤层瓦斯涌出自由面，促使煤体大范围快速卸压，提高煤层透气性。
同时高压水力割缝的压力脉动冲击在钻孔、煤缝隙周围煤体中产生交变应力，促使煤体动力致裂，激发裂隙连通，进一步增强煤层透气性及瓦斯解析；且高压水力割缝空化效应产生的瞬时高压和空化声振，进一步强化吸附瓦斯解析。
高压水力冲孔增透技术是利用高压水力冲孔对煤层（坚硬和软弱煤层）固有的瓦斯抽放孔内进行切割，沿抽放孔形成人工裂隙，从而提高煤层透气性和减小煤层内部压力，以达到提高瓦斯抽放效率和防止瓦斯突出的目的。
高压水力冲孔割缝是对透气性系数低、原始瓦斯含量大的煤层进行预前割缝。
这种方法是在煤层中先打瓦斯抽放钻孔，然后在钻孔内利用高压水射流沿孔对煤体进行切割，在钻孔两侧形成一条具有一定宽度和深度的扁平缝槽，利用水流将切割下来的煤体排出孔外，煤层在底层压力下产生不均匀的变形和破坏，是钻孔之间相互贯通，其目的是为了提高煤层的透气性，为瓦斯的解析和流动提供通道。
高压水射流割缝所形成较深的卸压、排瓦斯钻孔槽，能使煤层的煤体物理性质发生改变，原始应力重新分布进而增强煤层的透气性。
高压水射流切割技术研究讲解学习
高压水射流切割技术研究高压水射流切割技术研究刘玉坤天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生摘要：水射流切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。
在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。
因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。
关键词：水刀切割高压工艺参数0前言水刀是一种利用高压水射流进行切割材料的设备。
利用超高压技术可以把普通的水加压到250~400MPa，然后再通过内径约0.15~0.25 mm的宝石喷嘴形成速度为800~1 000 m/s的高速射流，从而切割软基性材料。
如果在水射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料。
除切割功能外，通过调整压力和流量，水射流还可以用于清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等。
水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸气，表面不留任何机械变形，具有冷切割、清洁、精度高和材料损耗低等优点，在航空航天、汽车制造、金属加工、电子工程等领域中有着广泛的应用[1]。
现在水刀被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的一种加工技术，与其他技术如铣床、激光、EDM、等离子和刨床等相辅相成。
高压水射流切割的分类：以加沙的情况来分：分为无沙切割和加沙切割。
以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。
以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100 MPa为界限。
100 MPa以上为高压型，100 MPa以下为低压型。
而200 MPa以上为超高压型。
以技术原理来分：分为前混式和后混式。
高压水射流切割的特点：1）数控成型各种复杂图案；2）属冷切割、不产生热变形；3）无污染、不产生有毒气体及粉尘；4）可加工高硬度或比较柔软的材料；5）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段；6）切口光滑、无熔渣，无需二次加工；7）可一次完成钻孔、切割、成型工作；8）生产成本低；9）自动化程度高；10）24 小时连续工作。
高压水切割技术研究
高压水切割技术研究一、概述高压水切割技术是一种新型的非热力切割技术，利用超高压水射流对工件进行切割。
与传统的切割方法相比，高压水切割技术具有切割速度快、切割精度高、操作安全等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
二、工艺流程高压水切割技术的工艺流程主要包括以下几个步骤：（1）准备工作：确定切割物体的形状和尺寸，选定适合的切割机床和工作台，检查水压系统、控制系统等设备是否正常。
（2）加工参数设置：根据不同的切割要求和被加工材料的不同，设置适当的加工参数，如水压、水流量、切割速度、加工方式等。
（3）切割操作：将待加工物体固定在工作台上，启动切割机床，开启高压水射流，按照设定的参数进行切割。
（4）后处理：将切割好的工件进行清洁、处理或组装。
三、应用领域高压水切割技术在许多领域都得到了广泛应用。
（1）金属切割：高压水切割技术可以切割各种金属材料，如钢铁、铸铁、铝合金等。
在汽车、机械、航空航天等行业中得到广泛应用。
（2）岩石切割：高压水切割技术可以切割各种硬质的岩石，如花岗岩、大理石、砂岩等。
在采石业中得到广泛应用。
（3）建筑材料切割：高压水切割技术可以切割各种建筑材料，如水泥、砖块、玻璃、陶瓷等。
在建筑、装饰等领域中得到广泛应用。
（4）环保清洗：高压水切割技术可以用于清洗各种工业设备、车辆、建筑物等的表面，达到工业环保的要求。
四、前景展望随着科技的不断进步和工业技术的发展，高压水切割技术在未来的应用前景可谓十分广阔。
（1）切割速度更快：随着喷射技术和水泵技术的不断创新，高压水切割技术的切割速度将会更快更稳定。
（2）切割精度更高：随着控制系统技术的不断提高，高压水切割技术可以实现更高的切割精度，达到微米级别。
（3）切割范围更广：随着材料科学的不断发展，高压水切割技术将可以切割更多种类的材料，如复合材料、陶瓷材料等。
（4）应用领域更广：高压水切割技术将会在许多新领域得到应用，如生物医学、新能源等领域。
综上所述，高压水切割技术是一种非常有前景的切割技术，具有很多优势和发展潜力。
高压水射流割缝技术在煤巷掘进中的应用
慢 和严 重 的集 中生产 现象 ，为 安全 生产埋 下 了重 大隐 患 。 根据该 矿 特殊 的地质 条件 与技 术现 状 ， 提 高 压水射 流 割缝技 术 ，结合超 前 排放 钻孔 促进 煤 体 瓦斯排 放 ， 快速 消除 掘进工 作 面突 出危 险性 ， 提高 其掘进 速率 。
向深 部转 移 ， 扩大 了割缝 的卸压 排放 瓦 斯 范 围 。 ’
３ ５ｍ， 平均 掘进 ３． ｍ， ６ 月 ０５ 特别 是进 入 ２０ ０ ９年 以
后， 连续 ５ 月平 均进 尺 只有 ２ ． ｍ。 个 ０３ 晋 家 冲煤 矿 在 １ １ ２机巷掘 进 中采用 超 前排 １１
景。
［ 关键 词 ］ 高压 水射 流割 缝 ； 煤与 瓦斯 突 出 ； 快速掘 进 ［ 中图分 类 号 ］Ｔ １＋ ［ Ｄ７３． 文献标 识码 ］Ｂ ［ ３ 文章编 号 ］
０ 引 言
晋 家 冲煤 矿位 于 贵州省 水城 县木 果 乡红 星村
境 内 ，井 田位 于 神仙坡 向斜 西翼 ，立 新 一井 田北 部 ， 层倾 角 ２。 ５ ， 般 ２ 。 地 ０ ～３。一 ９。矿 区属 高原 中 山地 貌 ， 质 条 件 复 杂 ， 然 其 开 采 深 度 为 １０ 地 虽 ５～ ２０ｍ， 由于瓦 斯 赋存 条 件 较好 ， ０ 但 瓦斯 不容 易 放 散 ， 斯 含量 很 大 ， 瓦 瓦斯 压力 较 高 ， 且 其 煤体 强 并
［ 摘
要 ］ 系统的分析 了高压水射流割缝技术快速 消突的原理 ， 对割缝 系统做 了简单介绍 ， 确 定 了有关技术参数 ， 并通过晋家冲煤矿的试验效果分析 ， 表明高压水射流割缝技术 是 高 突煤层 中一项 行之 有 效 的防 突措施 ， 以 实现 其快 速掘 进 ， 有广 突矿井 。１ １２机 巷 自 ２ ０ １１ ０８ 年 ５月 份开始 掘进 至 ２ ０ ０ ９年 ５月共 １ 个 月 掘进 ２
水力割缝技术
水力割缝技术
水力割缝技术是一个应用广泛的工程技术，其基本原理是通过水流的高速冲击力来割断混凝土、石材等硬质材料。
水力割缝技术的优点在于不会产生粉尘和振动，对周围环境和人员影响较小，同时操作简便、效率高、精度高，适用于各种大小不同的割缝项目。
水力割缝技术在建筑、桥梁、隧道、水利工程等领域得到了广泛应用。
在建筑中，常用于开辟门窗、切割混凝土墙体等工作；在桥梁和隧道工程中，则可以用于切割桥墩、隧道壁等工作；而在水利工程中，则可以用于切割堤坝、水闸等重要设施。
同时，水力割缝技术还可以用于金属材料、玻璃、陶瓷等材料的切割。
水力割缝技术在实际应用中需要注意安全问题，操作人员应严格按照规定操作，并配备相应的防护设备。
同时，水力割缝机的维护保养也非常重要，定期检修可以保证设备的正常运转和延长使用寿命。
总之，水力割缝技术作为一种高效、精准的工程技术，具有广泛的应用前景和市场需求。
- 1 -。
高压水力割缝技术问题及对策研究
高压水力割缝技术问题及对策研究摘要：煤矿瓦斯防治已成为煤矿安全生产中的一项重要工作.强化分区预抽法是解决矿井瓦斯问题的一个重要方向，长期以来，分区预抽法为主，分区处理为辅。
在矿井中实施穿透性钻孔预先抽采已成为矿井瓦斯防治的一项主要措施。
当前，由于煤系地层渗透率低，对穿越孔的预抽采效果不够满意，且需要很久才能完成，从而对被保护层采动的顺利进行造成了很大影响。
为此，如何改善穿岩钻井的渗气性能，提高瓦斯的抽采效率，成为其关键与困难之处。
本文着重阐述了该工艺的工作原理和实现步骤，对存在的技术难题进行了剖析，并给出了相应的对策。
关键词：高压；水力割缝；技术问题；对策引言淮南地区大部分煤炭资源丰富，且煤层渗透率较小，是一种难以开采的、难以开采的、难以开采的、难以开采的煤层。
是一种易发生突水的、有一定危险性的、有一定危险性的、有一定危险性的煤层。
因为煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高，所以在进行抽采的时候，很可能会出现喷孔、垮孔、顶钻、卡钻等现象，在完成之后，因为钻井垮孔，造成了钻孔的堵塞，从而使抽采效果变得很不好，同时也降低了抽采效率，延长了抽采时间。
针对该问题，通过钻孔加压、水力冲击等手段，无法有效地改善其抽采效果、效率和周期，严重影响煤矿开采的安全性和有效性，因此，开展松软突出煤层的增透技术，提升其抽采效果具有十分重要的现实意义。
1.水力割缝技术概述在煤系地层中，瓦斯分力游离气态和吸附性气态，气态约为80~90%。
而且，在一定的情况下，气体的这两种形态也可以相互转换。
瓦斯抽采工作是将煤中的自由气体抽出来，要想达到抽采目的，除了改善抽采工艺和封孔质量外，还必须发明能将被吸附的气体转化为自由气体的条状物。
针对高瓦斯低渗煤岩体预抽气难度大，前期对其解吸机理进行了深入的探讨。
利用高压水射流切割，能够人工扩大煤体的暴露区域，对煤层中的裂缝和微裂缝进行重构，打通瓦斯的流动通道，加快瓦斯的解吸和释放速度，从而达到更高的瓦斯抽采率的目标。
高压水射流切割技术及应用浅析
班级 10夜机电姓名学号提交日期 2012.3.30 .高压水射流切割技术及应用浅析毕XX(常州工学院成人继续教育学院，10夜机电)摘要：高压水射流切割是一种非传统的冷切割方法，本文综述了高压水射流技术基本原理和其系统组成，介绍了其在工业、航天和医学等方面的应用，并对高压水射流切割技术国外的发展动向及如何发展我国的水射流切割技术, 提出了几点认识。
关键词：切割；水射流技术；水射流切割；高压水射流前言1968年, 美国密执安大学教授诺曼·弗兰兹博士首次获得水射流切割技术专利。
1971年, 利用该技术对做家具的硬木进行射流切割获得成功, 引起了国际关注。
80年代, 美国又率先把水磨料射流(AWJ) 切割技术推进到了实用阶段, 使切割对象更为广泛。
高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料, 而且是冷切割工艺,因此材料的物理、机械性能及材质的晶间组织结构不会遭到破坏, 且免除了后序加工。
尤其对特种材料, 如钛合金、碳纤维材料等, 其切割效果更无法比拟。
目前, 已有3 000 多套水射流切割设备在数十个。
1 基本原理和系统组成1.1 基本原理高压水射流切割不仅可以切割各类金属或非金属、塑性或脆性硬材料[1 ]，而且是冷切割工艺，因此材料的物理、机械性能及材质的晶间组织结构不会遭到破坏，且免除了后序加工。
高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体, 用高速水射流对各类材料进行切断加工的一种方法。
工作时，首先通过增压器将水压升到300～1 000M Pa (动能转变为压力能) ，然后使高压水通过直径为0.1～ 0.6 mm 的喷嘴, 以2～3 倍声速喷出(压力能转变为动能)。
当水射流冲击被切割材料时, 如果压力超过材料的破坏强度，即可切断材料。
纯水射流切割适用于一些较软而有韧性的物料切割,如纸张、皮革、木材、塑料、各种纤维材料等，进一步提高压力后可用于切割较薄的金属材料，如飞机蒙皮等。
高压水射流切割技术研究讲解学习
高压水射流切割技术研究讲解学习预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制高压水射流切割技术研究高压水射流切割技术研究刘玉坤天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2013级硕士生摘要：水射流切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。
在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。
因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。
关键词：水刀切割高压工艺参数0前言水刀是一种利用高压水射流进行切割材料的设备。
利用超高压技术可以把普通的水加压到250~400MPa，然后再通过内径约0.15~0.25 mm的宝石喷嘴形成速度为800~1 000 m/s的高速射流，从而切割软基性材料。
如果在水射流中加入适量的磨料，则几乎可以用来切割所有的软硬材料。
除切割功能外，通过调整压力和流量，水射流还可以用于清洗各种物体，如除胶、除漆、除锈等。
水刀切割不使用有毒气体或液体，不会产生有毒的物质或蒸气，表面不留任何机械变形，具有冷切割、清洁、精度高和材料损耗低等优点，在航空航天、汽车制造、金属加工、电子工程等领域中有着广泛的应用[1]。
现在水刀被认为是世界上功能最多样、增长速度最快的一种加工技术，与其他技术如铣床、激光、EDM、等离子和刨床等相辅相成。
高压水射流切割的分类：以加沙的情况来分：分为无沙切割和加沙切割。
以设备来分：分为大型水切割和小型水切割。
以压力来分：分为高压型和低压型，一般以100 MPa为界限。
100 MPa以上为高压型，100 MPa以下为低压型。
而200 MPa以上为超高压型。
以技术原理来分：分为前混式和后混式。
高压水射流切割的特点：1）数控成型各种复杂图案；2）属冷切割、不产生热变形；3）无污染、不产生有毒气体及粉尘；4）可加工高硬度或比较柔软的材料；5）是一些复合材料，易碎瓷材料复杂加工的唯一手段；6）切口光滑、无熔渣，无需二次加工；7）可一次完成钻孔、切割、成型工作；8）生产成本低；9）自动化程度高；10）24 小时连续工作。
高压水射流切割技术
高压水射流切割技术一、高压水射流加工简介近二十年来，随着科学技术的不断发展，人们不断的发掘着自然界中有益的现象并加以改造为人类服务。
为了提高效率，【1】人们将水加以高压，并使之从直径较小的喷嘴中喷出，形成一束高速、连续或间断的水流束，这便是高压水射流。
水射流加工(water Jet Cutting)又称水喷射加工，是利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材料的，俗称“水刀加工”，即利用高压水射流对各种材料进行切割、穿孔和工件表层材料去除等加工【1】。
与其他高能束流加工技术相比，水射流切割技术具有独特的优越性。
高压水射流切割法是一种新型的切割方法，可以切割用其他切割方法无法加工的材料，应用范围涵盖各种金属及非金属材料。
在切割过程中不会使被切割材料产生热影响区，切口边缘的材质不发生变化，这种切割方法的精度较高，适用于加工尺寸精度要求高的零部件。
高压水射流切割因其独特的优点而在切割领域占有重要地位，在矿业、土木工程、建筑业以及航空航天业中的应用日益广泛，应用前景良好。
二、高压水射流切割原理①高压水射流切割示意图1-水箱 2-过滤器 3-水泵 4-蓄能器 5-液压系统6-增压器 7-控制器 8-阀门 9-喷嘴 10-工件 11-水槽【2】高压水射流切割是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵至增压器，再经贮液蓄能器使高压液体流动平稳，最后由人造蓝宝石喷嘴形成300-900m/s（约为音速的1-3倍）的高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的加工目的。
高速液体束流的能量密度可达102W/mm2,流量为7.5L/min【2】。
储存在水箱中的水经过滤器处理后，由水泵抽出送至蓄能器中。
液压系统驱动增压器，使水压增高。
高压水经控制器、阀门和喷嘴喷射到工件的加工部位进行切割。
切割过程中产生的切屑和水混合在一起，排入水槽。
【3】利用增压装置将水加压到几十至数百兆帕后从喷嘴中喷出形成高压水射流。
高压水射流本身具有较高的刚性，在与工件发生碰撞时，会产生极高的冲击动压和涡流。
谈高压水流切割技术在建筑装饰中的应用
思， 用石材来代 替颜料 拼接 出来 的精美 的艺 术 图案 ， 并 且具 有 媲 工成本 ， 缩短９ ， Ｔ时间 。３ ） 不产生有 毒气体 ， 不污染 环境 ， 保 证操
美天然石材 的 自然纹理 和色泽 ， 是 目前装饰材 料 当中比较上 档次 作人员 的身体健康。４ ） 不 需要 二次加工 ， 不会产生 热效应 。５ ） 切 的产品 。水刀拼花采用高压水 流切割技术来 切割 拼花板 材 ， 是石 口细不会产 生毛边 ， 切 口光 滑无 熔渣 ， 节约制造 成本 。６ ） 无 强光 、
层、 高层或超 高层 民用建筑的非承重 内隔墙 。通过 工程 实践应 用
３ ］ 于晓东， 杨树 泉． Ｐ Ｖ Ｃ 中空 内模 隔墙施 工 工艺 ［ Ａ］ ． 首届 山 表明， Ｐ Ｖ Ｃ中空 内模 水泥 隔墙作 为一种新 型 的墙体材 料 ， 经济社 ［ 东材料 大会 论文集［ ｃ ］ ． ２ ０ ０ ７ ： １ ３ ７ — １ ３ ９ ． 会效 益显著 ， 具有非 常广阔的应用前景 。
Ｏｎ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＰＶＣ ｈ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ－ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ－ ｒ ｉ ｓ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ
节， 论述 了高压 水流切割技术在建筑装饰 中的应 用 ， 以促进其推广应 用。 关键词 ： 高压 水流切割技术 ， 石材 拼花 ， 加 工
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ７ ６ ７ 文献标 识码 ： Ａ
高压水流切 割技 术是 一种新 型 的切割 工艺 。虽 然它 问世 很 １ ． ３ 技 术优 势 短， 但 是在切割工艺领域 比起 电锯 、 电弧 、 激光切 割等 已经体 现出 １ ） 无切割方 向之限制 ， 可 以完成各种不 同 的切 割形状 。２ ） 只 了很多 的优 势 。而 建 筑装 饰 中 的石材 拼 花 ， 是人 们 通 过艺 术 构 用一种 机器 就可以完成钻孑 Ｌ 切割等 多种功能 ， 同时 还可 以降低加
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅析高压水力割缝技术
摘要：为了提高煤层透气性和瓦斯预抽效果，加快瓦斯抽采达标进程，决定在石门揭煤、掘进条带穿层、穿层网格等瓦斯抽采钻孔施工过程中全面推广应用高压水力割缝增透技术，文章对其应用进行分析。
关键词：高压水利割缝；瓦斯预抽；透气性
高压水力割缝原理是利用乳化液泵将水进行加压，通过钻杆送入切割喷嘴，再通过切割喷嘴喷出形成脉动水线切放煤层，形成缝隙，它的直径深度可达2 m，从而增加了煤层的透气通道和暴露面积，加大了煤层的透气性，加快了煤层内瓦斯的抽出，实现快速有效的消突作业。
1 高压水力割缝技术原理
高压水力割缝技术是一种具有压力脉冲特性、自激空化特性和切割破碎煤岩特性的新型射流形式，能以高度聚能的射流束在煤岩上产生冲蚀、空化来实现对煤岩的切割破碎。
利用高压水力割缝在低透气性煤体中钻深孔、切缝能够增大煤层瓦斯涌出自由面，促使煤体大范围快速卸压，提高煤层透气性。
同时高压水力割缝的压力脉动冲击在钻孔、煤缝隙周围煤体中产生交变应力，促使煤体动力致裂，激发裂隙连通，进一步增强煤层透气性及瓦斯解析；且高压水力割缝空化效应产生的瞬时高压和空化声振，进一步强化吸附瓦斯解析。
高压水力冲孔增透技术是利用高压水力冲孔对煤层（坚硬和软弱煤层）固有的瓦斯抽放孔内进行切割，沿抽放孔形成人工裂隙，从而提高煤层透气性和减小煤层内部压力，以达到提高瓦斯抽放效率和防止瓦斯突出的目的。
高压水力冲孔割缝是对透气性系数低、原始瓦斯含量大的煤层进行预前割缝。
这种方法是在煤层中先打瓦斯抽放钻孔，然后在钻孔内利用高压水射流沿孔对煤体进行切割，在钻孔两侧形成一条具有一定宽度和深度的扁平缝槽，利用水流将切割下来的煤体排出孔外，煤层在底层压力下产生不均匀的变形和破坏，是钻孔之间相互贯通，其目的是为了提高煤层的透气性，为瓦斯的解析和流动提供通道。
高压水射流割缝所形成较深的卸压、排瓦斯钻孔槽，能使煤层的煤体物理性质发生改变，原始应力重新分布进而增强煤层的透气性。
一般情况下，坚硬煤层的透气性都很低，低透气性煤层内部孔隙和裂隙都很小。
为了增大煤体的透气性系数，可以人为地采取措施在煤层中制造空隙，沟通及扩展煤层内部的裂隙网。
对于单一煤层而言，则只有在煤层内部采取措施，张开原有裂隙、产生新裂隙以及局部卸压，进而改善煤层的透气性。
采用高压水射流割缝措施后，首先增加了煤体的暴露面积，且扁平缝槽相当于在局部范围内开采了一层极薄的保护层，达到层内的自我解放，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件，其结果是缝槽上下的煤体在一定范围内得到较充分的卸压，增大了煤层的透气性能，使缝槽周围的煤体向缝槽产生一定的移动，因而更扩大了缝槽卸压、排放瓦斯的范围，从而达到防突的目的。
由于高压水射流割缝的切割、冲击作用，钻孔周围一部分煤体被高压水击落冲走，形成扁平缝槽空间，这一缝槽可以使周围煤体发生激烈的位移和膨胀，增加了煤体中的裂隙，改变了煤体的原始应力和裂隙
状况，明显改善了煤层中的瓦斯流动状态，为瓦斯的抽排提供了有利条件，从而大大提高低透气性煤层透气性，实现快速高效抽采。
2 高压水力割缝主要设备
①高压水力割缝系统主要设备、器材构成：高压乳化泵、钻机、高压脉冲水射流专用密封钻杆、钻割一体化钻头、高压密封输水器、高压输水管、密封圈、脚踏开关、减震压力表等。
②高压水力割缝系统装备连接如图1所示。
高压水力冲孔增透防突技术是减少瓦斯隐患、提高抽放效率的新技术手段。
该技术通过人为制造裂隙和高压注水作用，使煤层应力得到释放，增加和延深裂隙通道，从而大大提高煤层的透气性，促使煤体变硬。
高压水射流增透防突技术既能提高瓦斯抽放效率，减少钻孔工程量，实现矿井瓦斯高效和快速抽放，又能为施工安全提供更可靠保证，是一项实效性强、推广应用价值大的新技术。
参考文献：
[1] 张国枢.通风安全学[M].北京:中国矿业大学出版社,2007.。