刘　勇， 张　涛，魏建平,3，梁博臣

(1．河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地)， 河南 焦作 454000； 2．河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000； 3．煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南 焦作 454000)

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高压磨料气体射流作为新型的卸压增透技术，具有良好的应用前景，可避免“水力化”增透措施出现的塌孔、抑制瓦斯解吸等问题[ 1-2]。高压磨料气体射流破煤增透效果决定于冲蚀体积。气体射流冲击能量较小，决定破煤效果的关键在于磨料粒子的冲蚀性能[3]。在高压情况下，不易增加气体压力提升粒子的冲击动能[4]。对于冲蚀性能的另一个影响因素-磨料形状，可以通过改变磨料棱角的尖锐程度，提升粒子的冲蚀性能，即磨料形状与冲蚀性能密切相关。

研究表明，在一定球形度范围内，磨料射流冲蚀率与磨料球形度呈正比，即磨料粒子棱角越尖锐，冲蚀率越大[5- 6]。以上研究，忽略了磨料粒子冲击动能对粒子冲蚀性能的影响；实验参数的设定，没有排除粒子冲击动能的影响，不能准确反应磨料形状单一变量对冲蚀性能的影响。廉晓庆通过LS-DYNA数值分析[7]，分析了粒子冲蚀靶体中心点处Von mises stress[8]；对于“张开型”裂纹的形成主要受到靶体平面的拉伸应力，粒子压应力对其影响较小[9]。研究没有对冲蚀过程进行详细分析，不能定量的分析磨料形状对磨料射流冲蚀性能的影响。

基于此，本文通过LS-DYNA数值分析单颗粒子作用，靶体平面拉伸应力分布，推导“张开型”裂纹扩展深度，计算射流束冲蚀体积；……