穆朝民,韩 靖

(安徽理工大学能源与安全学院,安徽 淮南 232001)

高压水射流冲击煤体的力学特征*

穆朝民,韩 靖

(安徽理工大学能源与安全学院,安徽 淮南 232001)

以质量守恒与动量守恒定律为基础,建立了高压水射流冲击煤体的力学模型。运用此模型分析了高压水射流在冲击煤体的过程中,未破水体、破碎水体、煤体的破碎区与扩孔区的力学特征,利用严格的力学守恒关系得出高压水射流冲击煤体的简化常微分方程组。将理论计算结果与现场实验和数值模拟结果进行对比,结果表明:理论计算结果与数值模拟结果和实验结果基本一致。此模型具有明确的力学意义,且能够反映真实的冲击过程。

流体力学;水射流;高压;煤体;冲击

高压水射流破碎煤体是高压水射流的一项具体应用,提高水射流冲击破碎煤体效率在水力采煤和水力冲孔治理瓦斯等领域具有重要的研究价值。若要提高水射流破碎煤岩的效率,必须首先在理论上掌握煤体在高压水射流作用下的力学特征。因此,在高压水射流破煤过程中,水体与煤体的力学特征一直 是 高 压 水 射 流 破 煤 研 究 的 重 点 。 倪 红 坚 等[1-2]、王 瑞 和 等[3]、廖 华 林 等[4-5]、卢 义 玉 等[6]、田 方 宝 等[7]对高压水射流冲击岩石的基本力学特性进行了深入的研究,在高压水射流冲击岩石的破孔过程、岩石表面与内部的应力分布、岩石破碎的门槛压力等方面得出一系列有价值的研究成果,为高压水射流破岩提供了理论与实验方面有益的参考。……