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作者
石光
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单位
中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
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摘要
为提高水力割缝增加煤层透气性的工作效率，设计研发了高压水射流割缝钻头。采用数值模拟探究了淹没条件与非淹没条件下的叶轮喷嘴导向角度与射流流场扩散角的演化关系以及喷头在旋转与非旋转条件下的射流流速分布特征，最终采用气体示踪法对新型钻头的割缝效果进行检验。结果表明：叶轮导向角大于45°后，非淹没射流扩散角的增大速率更快，表现出了明显的紊流特征。综合能量损失率、射流扩散角的影响，最终选取45°的叶轮导向角作为设计角度。喷头的旋转对于轴向与切向的射流速度具有促进作用，尤其对于切向射流速度提升效果更强，在钻头侧面安装多喷头相比于在钻头前方安装喷头可有效提升扩孔效率。瓦斯抽采影响半径达到4.5 m与9 m的时间与普通割缝钻头相比分别加快了6 d与17 d.
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关键词
水力割缝数值模拟水射流钻头研制
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金面上资助项目(51774182);国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51404138)；中煤科工集团沈阳研究院创新引导项目(SYYD-21WS-002)；
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文章目录
1 高压水射流割缝钻头设计
1.1 数值模拟模型
1.2 钻头射流数值模拟分析
2 高压水射流割缝增透效果分析
2.1 现场工业试验方案
2.2 试验结果分析
3 结 语
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