李文福，王向阳，付航航，康甲甲，何 伟，马 涛，李 刚

(1.陕西彬长孟村矿业有限公司，陕西 咸阳 713600；2.陕西彬长矿业集团有限公司，陕西 咸阳 712000；3.陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710054)

0 引言

高压水射流切割技术广泛应用于煤矿开采、石油钻探以及固体切割领域，但水射流高速切割机理属于复杂的非线性动力耦合问题。目前，针对高压水射流切割技术已有大量学者开展了相关研究。卢义玉等[1]分析了超高压水射流冲击下岩石破裂时序演化过程；陈洪涛等[2-6]优化了超高压水力割缝技术工艺参数；梁银权等[7-10]研究了高瓦斯低渗透煤层深孔水力割缝技术；宋宜猛等[11-14]研究了不同条件下水力割缝的应用；蔡武等[15]研究了煤体力学机制及诱冲机理。通过上述学者的研究，提出通过割缝卸压理论分析，现场试验及数值模拟分析的方法，研究深孔割缝煤体的力学特征及卸压机理，可以为深孔低渗煤层超高压水力割缝技术推广应用提供理论基础。然而，冲击过程中射流速度大小与方向剧烈变化、冲击载荷分布情况复杂，随着切割深度的增加，冲击区域煤岩壁产生破坏，一方面流场约束条件发生变化，影响射流内部速度分布，另一方面改变射流对煤岩的作用力使得射流边界条件进一步变化。因此，水射流切割煤层机制尚未形成成熟完善的理论体系，需要进一步研究。

1 高压水射流破煤理论分析

1.1 水锤压力及滞止压力

目前研究理论认为，高压水射流破煤过程分为水锤压力、滞止压力2个阶段，分别对应射流的应力波效应及裂纹扩展效应，如图1所示。……