磨料质量分数对预混合磨料水射流破岩效果的影响

TD713; 预混合磨料水射流是突破煤矿深长钻孔内高效破煤岩技术瓶颈的有效技术,在坚硬顶板治理、沿空留巷和硬煤增透具有广泛应用前景.磨料质量分数是影响其破煤岩效果的重要因素.为明确磨料质量分数对磨料加速、分布以及冲击动能的影响,基于离散元的耦合模型(CFD-DEM模型),考虑颗粒间的摩擦、碰撞,添加颗粒相体积分数和动量源相,修正VOF多相流模型,开发用户自定义函数(UDF)通信接口,精确计算了磨料质量分数对磨料颗粒加速运动与分布的影响,准确描述了磨料粒子对水射流流场的影响.结合预混合磨料水射流破岩实验,得到了以下结论:在固定压力下,不同磨料质量分数的射流液固能量转化效率不同,导致磨料冲击动能不...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in煤炭学报 Vol. 48; no. 1; pp. 251 - 262
Main Authors 魏建平, 王梦园, 杨恒, 张铁岗, 都阳, 刘勇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南理工大学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 2023
河南理工大学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%河南能源集团有限公司,河南郑州 450046
河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000%河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
Subjects
CFD-DEM
预混合磨料水射流
磨料质量分数
破岩
冲击动能
Online AccessGet full text
ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.Z022.1694

Cover

Abstract TD713; 预混合磨料水射流是突破煤矿深长钻孔内高效破煤岩技术瓶颈的有效技术,在坚硬顶板治理、沿空留巷和硬煤增透具有广泛应用前景.磨料质量分数是影响其破煤岩效果的重要因素.为明确磨料质量分数对磨料加速、分布以及冲击动能的影响,基于离散元的耦合模型(CFD-DEM模型),考虑颗粒间的摩擦、碰撞,添加颗粒相体积分数和动量源相,修正VOF多相流模型,开发用户自定义函数(UDF)通信接口,精确计算了磨料质量分数对磨料颗粒加速运动与分布的影响,准确描述了磨料粒子对水射流流场的影响.结合预混合磨料水射流破岩实验,得到了以下结论:在固定压力下,不同磨料质量分数的射流液固能量转化效率不同,导致磨料冲击动能不同.提高磨料质量分数,能够提高破煤岩效果,但存在最优值.每一压力条件下都有与之相适配的最优质量分数,此质量分数下能量转化效率最高,磨料冲击动能最大.如射流压力5 MPa时,80目(0.178 mm)石榴石最优质量分数为11％.同一质量分数下,提高射流压力可提高磨料冲击动能,但是能量转化率和利用率降低.提高压力使射流速度增加,曳力增大,但射流与磨料接触时间缩短,导致射流能量未能及时转化为磨料动能.相较于提高射流压力,适当增加磨料质量分数以提高能量转化效率和能量利用率,是达到最佳破煤岩效果的更经济低能耗的方式.
AbstractList TD713; 预混合磨料水射流是突破煤矿深长钻孔内高效破煤岩技术瓶颈的有效技术,在坚硬顶板治理、沿空留巷和硬煤增透具有广泛应用前景.磨料质量分数是影响其破煤岩效果的重要因素.为明确磨料质量分数对磨料加速、分布以及冲击动能的影响,基于离散元的耦合模型(CFD-DEM模型),考虑颗粒间的摩擦、碰撞,添加颗粒相体积分数和动量源相,修正VOF多相流模型,开发用户自定义函数(UDF)通信接口,精确计算了磨料质量分数对磨料颗粒加速运动与分布的影响,准确描述了磨料粒子对水射流流场的影响.结合预混合磨料水射流破岩实验,得到了以下结论:在固定压力下,不同磨料质量分数的射流液固能量转化效率不同,导致磨料冲击动能不同.提高磨料质量分数,能够提高破煤岩效果,但存在最优值.每一压力条件下都有与之相适配的最优质量分数,此质量分数下能量转化效率最高,磨料冲击动能最大.如射流压力5 MPa时,80目(0.178 mm)石榴石最优质量分数为11％.同一质量分数下,提高射流压力可提高磨料冲击动能,但是能量转化率和利用率降低.提高压力使射流速度增加,曳力增大,但射流与磨料接触时间缩短,导致射流能量未能及时转化为磨料动能.相较于提高射流压力,适当增加磨料质量分数以提高能量转化效率和能量利用率,是达到最佳破煤岩效果的更经济低能耗的方式.
Author 张铁岗
魏建平
都阳
王梦园
刘勇
杨恒
AuthorAffiliation 河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学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;河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000%河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学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%河南能源集团有限公司,河南郑州 450046
AuthorAffiliation_xml – name: 河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学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;河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000%河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学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%河南能源集团有限公司,河南郑州 450046
Author_FL DU Yang
WANG Mengyuan
WEI Jianping
LIU Yong
YANG Heng
ZHANG Tiegang
Author_FL_xml – sequence: 1
  fullname: WEI Jianping
– sequence: 2
  fullname: WANG Mengyuan
– sequence: 3
  fullname: YANG Heng
– sequence: 4
  fullname: ZHANG Tiegang
– sequence: 5
  fullname: DU Yang
– sequence: 6
  fullname: LIU Yong
Author_xml – sequence: 1
  fullname: 魏建平
– sequence: 2
  fullname: 王梦园
– sequence: 3
  fullname: 杨恒
– sequence: 4
  fullname: 张铁岗
– sequence: 5
  fullname: 都阳
– sequence: 6
  fullname: 刘勇
BookMark eNotjbtKA0EUQKeIYBL9BTvLXe-9s7NmSg2-IGCjjU3YnZ0RV92Aq2grBE0TFCSCIiLaxMpVIsHCz5mJ-QuFWJ3iwDkVVspamWZsDsFHTiQWUl9l-3t-qlTu7wCRj6EMSqwMJLgnpeTTrJLnKQAPeCjKbHn00ne3dz-D_vjyynYuXK-wb1_j57YbDu11Z2JdMbBF232ej54G9uPV9Tru8WF037bf7_amO8OmTHSQ69l_Vtn26spWfd1rbK5t1JcaXo4A0osF6ATiONIYG0wUaUUJSo0Cw0VDXIQ1EhHFaCDQgapRoqTgHEkblKEBXmXzk-5plJko222mrZOj7O_YPDw-iwmIAwJK_gvOKGYQ
ClassificationCodes TD713
ContentType Journal Article
Copyright Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
Copyright_xml – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
DBID 2B.
4A8
92I
93N
PSX
TCJ
DOI 10.13225/j.cnki.jccs.Z022.1694
DatabaseName Wanfang Data Journals - Hong Kong
WANFANG Data Centre
Wanfang Data Journals
万方数据期刊 - 香港版
China Online Journals (COJ)
China Online Journals (COJ)
DatabaseTitleList
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
Discipline Engineering
DocumentTitle_FL Influence of abrasive mass fraction on the effect of premixed abrasive water jets on rock breaking
EndPage 262
ExternalDocumentID mtxb202301019
GrantInformation_xml – fundername: (国家自然科学基金); (中国工程科技发展战略河南研究院战略咨询研究资助项目); (河南理工大学基本科研业务费专项资助项目)
  funderid: (国家自然科学基金); (中国工程科技发展战略河南研究院战略咨询研究资助项目); (河南理工大学基本科研业务费专项资助项目)
GroupedDBID -02
2B.
4A8
5XA
5XC
92H
92I
93N
ABJNI
ACGFS
ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
CCEZO
CDRFL
CW9
FIJ
GROUPED_DOAJ
IPNFZ
PSX
RIG
TCJ
TGT
U1G
U5L
ID FETCH-LOGICAL-s1009-b50ed0bbae1bf1dc2ec2d19e15167f2356825a2b1f04e4c82dc953312ef196f03
ISSN 0253-9993
IngestDate Thu May 29 04:05:50 EDT 2025
IsPeerReviewed false
IsScholarly true
Issue 1
Keywords CFD-DEM
预混合磨料水射流
磨料质量分数
破岩
冲击动能
Language Chinese
LinkModel OpenURL
MergedId FETCHMERGED-LOGICAL-s1009-b50ed0bbae1bf1dc2ec2d19e15167f2356825a2b1f04e4c82dc953312ef196f03
PageCount 12
ParticipantIDs wanfang_journals_mtxb202301019
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2023
PublicationDateYYYYMMDD 2023-01-01
PublicationDate_xml – year: 2023
  text: 2023
PublicationDecade 2020
PublicationTitle 煤炭学报
PublicationTitle_FL Journal of China Coal Society
PublicationYear 2023
Publisher 河南理工大学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
河南理工大学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%河南能源集团有限公司,河南郑州 450046
河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000%河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
Publisher_xml – name: 河南理工大学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%河南能源集团有限公司,河南郑州 450046
– name: 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000%河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
– name: 河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
– name: 河南理工大学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
SSID ssj0034365
ssib048394982
ssib023167597
ssib012291397
ssib051374103
ssib001105247
ssib046784615
Score 2.4585636
Snippet TD713;...
SourceID wanfang
SourceType Aggregation Database
StartPage 251
Title 磨料质量分数对预混合磨料水射流破岩效果的影响
URI https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/mtxb202301019
Volume 48
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
link http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnV3Na9RAFA-1XvQgfuJn6cE5ya7JZCaZOWY2KUXQUwvFS8mnX7CC2156E4r2IhWkgiIieqknq1SKB_-c3dr_wvdmpklqF7TCbpjMvHnz3vvNZt7LZl4c53qYZykThejwUN-6wT8JAxl0ZOrmQvAwywvcO3z7TjA7z24t8IWJyfXWU0vLS1k3Xxm7r-R_UIU6wBV3yR4B2ZopVEAZ8IUjIAzHf8KYJCGJfBIJkgREwkeSRBDFdI0kEOeLGZJwIgQRgabhRLlYE80QJZEmokQwbFIhfqBJukg_hnOAfYF5opnYXsDc08R1EyWRtGMJ0z0hsoc0MtK9gCYmytNj-UTEbf8YyQSIx3QBWMVa2phEWn4RkYjvzxEtfmxVVIqoSBckUX5DAlwSIhR2BlWRC4yqSJOFUksYW01BF0mbFuDWQ81gIJTUs_qZR33375WYjcx6XmuLUBhfGz0GQq22q63P0b4R1_oAQuEBxcb06lnLwsiGBmCItK7QhCjWSDOiBKo5hthwVi0xzLSIrX1xEoAYCYKE5gSEerYGMTAPwrQLtWDAx8wPjoAZOGsQwMIqtnzUUQeF7mZ2Ck1M92uiRnfaG280mF6oPsPRZe8G5n103dZaR7nfgVjFby_MTBy6ANlV1uYoNg4bNcv5IV8AlyrtDOT9Rw-6D_N80L0LHmvXC8xrtf_Isw6_7gznDCZdlMec4zQMPd66R6PjC4hGaBN_e5RiVt36nGJaCd6cgxMC7n3jbzOIRphskklxzweH3q1dR5_5-t23tTVsSgPU5OZYPfRWw36V9u-1vOK5084pG85OR-badMaZWLl_1jnZSnJ6zlG7nzZHr9_82t7ce74-XHs22tgafvmx93F1tLMzfLlmWkdb28Ot1dH3p7sftoffPo821kbv3-2-XR3-_Dp89eK8Mz-TzPVmO_bNLZ2Bh_-2ZtwtCzfL0tLLKq_IaZnTwpMlhBdBWFGfB4LylGZe5bKS5YIWOT7m7tGyAo-gcv0LzmT_cb-86EzzUvq5W1Q--NEsz7w0zVz4-pUUFSvy9JIzZS2waK_Mg8UDUF7-G8EV5wSWzX3Vq87k0pPl8hpEGkvZlEb_N4nt1S8
linkProvider Directory of Open Access Journals
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E7%A3%A8%E6%96%99%E8%B4%A8%E9%87%8F%E5%88%86%E6%95%B0%E5%AF%B9%E9%A2%84%E6%B7%B7%E5%90%88%E7%A3%A8%E6%96%99%E6%B0%B4%E5%B0%84%E6%B5%81%E7%A0%B4%E5%B2%A9%E6%95%88%E6%9E%9C%E7%9A%84%E5%BD%B1%E5%93%8D&rft.jtitle=%E7%85%A4%E7%82%AD%E5%AD%A6%E6%8A%A5&rft.au=%E9%AD%8F%E5%BB%BA%E5%B9%B3&rft.au=%E7%8E%8B%E6%A2%A6%E5%9B%AD&rft.au=%E6%9D%A8%E6%81%92&rft.au=%E5%BC%A0%E9%93%81%E5%B2%97&rft.date=2023&rft.pub=%E6%B2%B3%E5%8D%97%E7%90%86%E5%B7%A5%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E6%B2%B3%E5%8D%97%E7%9C%81%E7%93%A6%E6%96%AF%E5%9C%B0%E8%B4%A8%E4%B8%8E%E7%93%A6%E6%96%AF%E6%B2%BB%E7%90%86%E9%87%8D%E7%82%B9%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4%E2%80%94%E2%80%94%E7%9C%81%E9%83%A8%E5%85%B1%E5%BB%BA%E5%9B%BD%E5%AE%B6%E9%87%8D%E7%82%B9%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4%E5%9F%B9%E8%82%B2%E5%9F%BA%E5%9C%B0%2C%E6%B2%B3%E5%8D%97%E7%84%A6%E4%BD%9C+454000&rft.issn=0253-9993&rft.volume=48&rft.issue=1&rft.spage=251&rft.epage=262&rft_id=info:doi/10.13225%2Fj.cnki.jccs.Z022.1694&rft.externalDocID=mtxb202301019
thumbnail_s http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fmtxb%2Fmtxb.jpg