收藏本站
《河南理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究

高振周  
【摘要】: 高压水射流切割技术是近30多年来发展起来的新型冷切割工艺,相对于其他热切割工艺,如激光束、电子束和等离子等,它具有良好的切割、磨削、冲蚀、粉碎功能,且没有切割热,能排除热变质、热变形的可能性,同时水射流切割比其他常规的切割方法更为经济、有效。由于水射流切割是在常温下进行,切割时无火花、无尘、无味、无气体产生、加工安全、振动小、噪音低,因此特别适合于防水、防爆、防反应、防瓦斯等危险场合。 由于我国煤层地质条件复杂,赋存状况多变,煤与瓦斯突出发生次数多,强度大,一旦发生瓦斯爆炸,将造成人力、财力的巨大损失。提高煤层瓦斯预抽率是矿井区域防治煤与瓦斯突出的强有力措施之一,通过预抽可降低煤层中的瓦斯含量和瓦斯压力,增大煤层透气性,降低煤岩应力,从而消除煤层瓦斯的突出隐患。水力冲孔防突措施是在进行石门揭煤或采掘工作之前,使用高压水射流,在突出危险煤层中,冲出若干直径较大的孔洞,冲孔过程中排出了大量瓦斯和一定数量的煤炭,因此在煤体中形成一定的卸压、排放瓦斯区域,在这个区域内可预防瓦斯突出的发生。 本课题在研究过程中,首先设计出了一种结构新颖的水力冲孔喷嘴,然后采用理论研究、数值模拟、试验验证的方法,对其结构参数进行优化。通过对喷嘴结构和冲孔特性参数之间关系的探讨,建立了相应的理论模型,借助于FLUENT软件对喷嘴内外部流场进行数值模拟,研究喷嘴结构参数对冲孔性能的影响,为参数优化提供理论依据。在数值模拟的基础上,进行喷嘴的冲孔试验,对模拟结果进行了验证。研究结果表明,经优化设计的水力冲孔喷嘴冲孔效果良好。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD713

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪红坚,王瑞和,张延庆;高压水射流作用下岩石的损伤模型[J];工程力学;2003年05期
2 刘庭成,程骏,刘永荣;高压水射流流动过程中能量损失的分析[J];清洗世界;2004年05期
3 薛胜雄,舒平玲;喷射技术信息源[J];清洗世界;2004年06期
4 王洪伦,龚烈航,姚笛;高压水切割喷嘴的研究[J];机床与液压;2005年04期
5 杨友胜,朱玉泉,李壮云;中高压水射流反推力测量[J];机床与液压;2005年08期
6 薛胜雄;2001年国际水射流技术纵览[J];流体机械;2002年01期
7 王兆丰,李志强;水力挤出措施消突机理研究[J];煤矿安全;2004年12期
8 孔留安,郝富昌,刘明举,辛新平,魏国营;水力冲孔快速掘进技术[J];煤矿安全;2005年12期
9 田长留,侯继红;基于绿色制造概念的高压水射流技术[J];煤矿机械;2005年07期
10 王磊;张东速;陈瑞;;基于Fluent的模拟旋转锥形射流计算分析[J];煤矿机械;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 常宗旭;水射流非均质破岩理论及其应用[D];太原理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张宝珍;针型喷嘴结构对射流特性影响的实验研究[D];天津科技大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龙芝辉,汪志明,王小秋,陈文亮;射流作用下岩石局部渗流压力分布的研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
2 孙长敬,褚家如;基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术[J];微纳电子技术;2004年05期
3 韩迎龙;李进贤;曹琪;李彦丽;左国平;;高压水射流撞击推进剂壁面稳态流场的数值模拟[J];火炸药学报;2010年05期
4 马飞;高国华;王萍辉;王涛;张淼;;水射流土层扩孔技术及影响因素[J];北京科技大学学报;2008年06期
5 覃文洁;胡春光;郭良平;左正兴;;近壁面网格尺寸对湍流计算的影响[J];北京理工大学学报;2006年05期
6 李静,姜曼松;DPIV对圆柱绕流的研究及运动参考坐标系的转换[J];船舶;2004年02期
7 白志华;曹林卫;;脉冲水射流破岩的数值模拟与分析[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年02期
8 陈瑶;;应用于喷水推进器的流量传感器数值仿真[J];传感器与微系统;2012年08期
9 李晓晖;;Reaction thrust characteristics of high-pressure submerged water jet of cylinder nozzles[J];Journal of Chongqing University(English Edition);2009年01期
10 敖涛,白象忠,郑坚,刘俊杰,刘思远;具有中心裂纹载流薄板拉伸时的应力强度因子[J];燕山大学学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾文利;曹伟;;比热非常值对高超声速平板边界层稳定性的影响[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
2 吴正水;谢东海;胡和峰;;高压水射流切缝技术在低透气性突出煤层抽采瓦斯中的应用[A];创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省(市)煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C];2010年
3 韩家德;于延民;;工程流体力学教学内容与教学方法探讨——哈尔滨理工大学高教科研课题[A];高教科研2006(下册:专题研究)[C];2006年
4 王振东;;孤立波与孤立子[A];第二届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2005年
5 龙芝辉;汪志明;魏建光;朱杰然;;高压射流作用下的岩石渗流压力分析[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
6 裴晓含;王野;崔海清;刘兴君;;流体在内管带环槽环空流场的数值模拟[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
7 樊洪明;刁彦华;尹志芳;姜海航;;气体动力学声速的教学方法研究与实践[A];土木建筑教育改革理论与实践[C];2009年
8 谢军;李浙昆;王高升;王乐琼;;一种新型微泡发生器的流场仿真研究[A];2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集[C];2008年
9 陈立伟;刘军;武贵平;;突出煤层煤巷水力挤出防突技术的研究与应用[A];2008年全国瓦斯地质学术年会论文集[C];2008年
10 周松元;;构造复杂突出煤层煤巷快速消突技术分析[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 衣正尧;用于搭载船舶除锈清洗器的爬壁机器人研究[D];大连海事大学;2010年
2 王兴如;基于超高压纯水射流的船壁除锈除漆关键技术与爬壁试验研究[D];大连海事大学;2010年
3 邹华志;河网、河口及海岸整体联解数值模式及其在珠江口咸潮上溯研究的应用[D];中国海洋大学;2010年
4 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
5 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
6 张彬;高压旋喷气液同轴喷嘴射流流场理论与试验研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 范黎明;贯通式潜孔锤钻头反循环机理研究及结构优化[D];吉林大学;2011年
8 郭红玉;基于水力压裂的煤矿井下瓦斯抽采理论与技术[D];河南理工大学;2011年
9 程秀花;温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D];江苏大学;2011年
10 韦华南;水力充填负压强制脱水研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈明;晋城矿区非突出煤层升级预警技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
5 张万煌;TBD234柴油机缸内燃烧模拟及排放预测[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 孙龙勇;高压水射流深穿透水平射孔技术研究[D];大连理工大学;2010年
7 吴启任;寒冷地区太阳能—空气源热泵系统研究[D];大连理工大学;2010年
8 张啸;高压水射流割缝的破煤机理及实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 王玉柱;高压旋喷桩加固既有建筑物地基的方案优化研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王固态,刘振华,李云珍,代荣和;提高煤层瓦斯抽放率的高能气体致裂技术研究[J];火炸药学报;2000年04期
2 杨军,金乾坤;应力波衰减基础上的岩石爆破损伤模型[J];爆炸与冲击;2000年03期
3 安波,蒋建伟,蒋浩征;高速钢球对水介质侵彻时瞬时空腔形成的数值模拟[J];爆炸与冲击;1998年03期
4 陈贤林,杭义洪,范中波,于志鲁,董振;聚能射流侵彻的一种耦合算法[J];爆炸与冲击;1998年04期
5 何长江,于志鲁,冯其京;高速碰撞的三维欧拉数值模拟方法[J];爆炸与冲击;1999年03期
6 林慰梓;90年代内燃机发展概况[J];车用发动机;1992年06期
7 黄德生;地质构造控制煤与瓦斯突出的探讨[J];地质科学;1992年S1期
8 赵旭生,邹银辉;岩石水平长钻孔抽放邻近层瓦斯的试验研究[J];矿业安全与环保;2000年S1期
9 柏发松;煤巷掘进瓦斯治理技术探讨[J];矿业安全与环保;2000年S1期
10 周德永;回采面顶板覆岩卸压抽放瓦斯机理及合理参数研究[J];矿业安全与环保;2003年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;水力冲孔防止煤与瓦斯突出试验总结会议[J];煤矿安全;1974年04期
2 俞启香;煤巷掘进预防煤及瓦斯突出的技术—超前水力冲孔[J];中国矿业大学学报;1959年04期
3 杨冬生;;水力冲孔消突技术在谢桥矿1161(3)底抽巷的应用[J];科技信息;2009年24期
4 蒋永勇;;李嘴孜矿水力冲孔增透消突试验研究[J];黑龙江科技信息;2010年32期
5 ;在无解放层条件下利用水力冲孔防止煤和瓦斯突出[J];煤矿安全;1977年04期
6 ;燃化部在南桐矿务局召开水力冲孔防止煤与瓦斯突出试验总结会议[J];矿业安全与环保;1974年01期
7 ;南桐矿务局直属一井水力冲孔科学试验进展情况[J];矿业安全与环保;1976年S1期
8 孔留安,郝富昌,刘明举,辛新平,魏国营;水力冲孔快速掘进技术[J];煤矿安全;2005年12期
9 ;水力冲孔法在梅田二矿的应用[J];煤矿安全;1981年03期
10 刘明举,孔留安,郝富昌,辛新平,魏国营,刘彦伟;水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用[J];煤炭学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 夏仕柏;;水力冲孔在潘二矿的应用与研究[A];2007年全国煤矿安全学术年会会议资料汇编[C];2007年
2 常兴民;魏民涛;李焕祥;张敬军;伍庆风;;地质构造带揭煤瓦斯治理技术研究[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年
3 常兴民;魏民涛;李焕祥;张敬军;伍庆风;;地质构造揭煤瓦斯治理技术[A];2008年全国瓦斯地质学术年会论文集[C];2008年
4 陈军;曾春贵;童文文;;下向抽采钻孔快速消突成套技术研究[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
5 刘世荣;;石门揭穿高瓦斯压力突出煤层施工[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集(上册)[C];2009年
6 徐东方;周松元;陈小辉;;白山坪煤矿突出分区的地质因素分析[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
7 胡春云;;淮南矿区煤与瓦斯突出情况简析[A];2002年全国瓦斯地质学术年会纪要[C];2002年
8 吴松贵;孙家应;王健;;地面辅助消突钻孔水力冲洗煤体工艺在矿建工程中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
9 苏广福;邓相武;付汉东;;滴道盛和煤矿立井煤与瓦斯突出地质原因分析[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年
10 陈立伟;刘军;武贵平;;突出煤层煤巷水力挤出防突技术的研究与应用[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈洪玲;七项技术攻关获突破[N];中国煤炭报;2009年
2 张春梅;唱好三部曲 孟庄矿实现安全生产一周年[N];经理日报;2009年
3 李彩琴;老问题不除 新事故难断[N];中华合作时报;2010年
4 瞿国相;云南特大煤与瓦斯突出事故原因查明[N];中华合作时报;2003年
5 刘铮 陈忠华;我国治理煤矿瓦斯再发力[N];中国矿业报;2006年
6 潘贵春 宋金镒;水矿集团瓦斯抽采利用跻身全国先进[N];贵州日报;2006年
7 记者 张斌峰实习生 同爱侠;深刻吸取教训 切实做好煤与瓦斯突出的防治工作[N];陕西日报;2007年
8 李毅记者 张煜 曹琨;抓好煤与瓦斯突出防治工作[N];六盘水日报;2008年
9 ;4起煤矿特别重大事故原因及查处进展情况[N];中国煤炭报;2008年
10 记者 秦力文 蔡岩红;3人被刑事拘留2人被停职[N];法制日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 秦长江;顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突关键技术研究[D];中国地质大学;2012年
2 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
3 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
4 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
5 单智勇;煤巷掘进煤与瓦斯突出事故抑制技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
6 郑茂杰;煤与瓦斯突出预测及应急响应机制研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
7 杨艳国;寺河矿煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出预警系统研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 吴祥;煤与瓦斯突出事故链控制及应用研究[D];中国矿业大学;2010年
9 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
10 邓明;煤与瓦斯突出早期辨识与实时预警技术研究[D];安徽理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
2 高振周;煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究[D];河南理工大学;2010年
3 申伟鹏;煤矿水力冲孔射流的数值模拟与破煤机理研究[D];河南理工大学;2011年
4 郭献林;新安煤田水力冲孔消突效果研究[D];河南理工大学;2011年
5 刘国俊;淮南矿区水力冲孔技术参数优化及效果考察研究[D];河南理工大学;2011年
6 周杨洲;穿层水力冲孔技术的研究及应用[D];安徽理工大学;2011年
7 孙拣生;突出煤层底板水力冲孔消突技术研究[D];安徽理工大学;2011年
8 陈雷;低透气性高瓦斯煤层水力冲孔防突技术研究[D];安徽理工大学;2010年
9 彭伟;低透气性煤层水力冲孔卸压抽采瓦斯试验研究[D];安徽理工大学;2012年
10 张建;采动影响煤层水力冲孔卸压增透技术研究[D];安徽理工大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026