當前礦山破巖技術(shù)的局限性是什么？
發(fā)布時(shí)間：
2023-04-12
(1) 水射流破巖技術(shù)主要以“水楔作用”破巖。純水射流式最常見(jiàn)的形式， 其結構簡(jiǎn)單，維護方便，但這種形式耗水量大，常導致巖石開(kāi)挖機械作業(yè)場(chǎng)所產(chǎn) 生大量積水，造成設備難以正常工作。脈沖射流以一定頻率向巖石反復加載應力， 其破碎效果比純水射流好，但脈沖射流的產(chǎn)生形式及裝置仍是需要解決的問(wèn)題。 針對特殊工況可以向純水中增加磨料可以極大的增加射流的沖擊破碎能力，減少 水的消耗量，降低射流系統壓力，但磨料無(wú)法回收，造成巖石破碎成本增加，且 增加了噴嘴的磨損，減少了使用壽命。通過(guò)在純水射流中添加空泡，利用空泡在 巖石上的潰滅可提高空化射流的破巖能力，但空泡在噴嘴內的產(chǎn)生形式仍需優(yōu)化， 如何解決空泡對噴嘴的氣蝕需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究。此外，高壓水射流技術(shù)已成 熟應用在煤層割縫卸壓技術(shù)領(lǐng)域，但該方法并不能作為單獨的破巖手段。
(2) 水射流輔助機械破碎巖石是具有實(shí)際意義的，水射流沖擊及機械刀具的 聯(lián)合作用對降低機械刀具溫度及截割載荷，提高掘進(jìn)效率具有顯著(zhù)作用，其在煤 炭開(kāi)采、巷道掘進(jìn)、隧道工程以及石油鉆井等領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究與應用，該 方法已成熟的應用于煤和半煤巖破碎。雖然針對硬巖破碎已開(kāi)展了水射流輔助鉆 頭、滾刀的相關(guān)研究與應用，但由于硬巖破碎過(guò)程中所需的射流壓力極高，導致 實(shí)際現場(chǎng)應用過(guò)程中旋轉密封裝置可靠性較低，無(wú)法實(shí)現高壓力長(cháng)時(shí)間有效密封。 同時(shí)，高壓射流所需功率高，能耗過(guò)高，經(jīng)常出現噴嘴堵塞、磨損等問(wèn)題，維修 成本過(guò)高，因此該技術(shù)未能廣泛應用于硬巖巷掘進(jìn)工程實(shí)際。
(3) 漲裂輔助破巖技術(shù)利用巖石預鉆孔，再通過(guò)漲裂裝置破碎巖石。巖石預 鉆孔的存在，削弱了巖石整體應力，為漲裂裝置的破巖工作提供了自由面。對于 機械漲裂破巖，其結構簡(jiǎn)單，對硬巖破碎效果好，破巖過(guò)程中無(wú)熱應力、無(wú)粉塵，噪音小，對圍巖損傷小，但單一機械漲裂破巖裝置效率低，需結合自動(dòng)鉆漲一體 機使用;高壓液力漲裂破巖技術(shù)破巖過(guò)程中產(chǎn)生的水和泡沫可抑制粉塵濃度，耗水 量少，破巖裝置可重復使用，但仍需結合鉆漲一體機使用。高壓氣體漲裂破巖技 術(shù)采用非爆炸氣體膨脹破巖，破巖過(guò)程中無(wú)有害氣體產(chǎn)生，破巖能量高，能量可 控，但粉塵及噪聲較大，需要配備氣體壓縮及儲存裝置。
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