磨料射流冲击割缝岩石性能影响因素分析

• Published in: 振动、测试与诊断 Vol. 42; no. 3; pp. 564 - 571
• Main Authors: 江红祥, 赵慧贺, 刘送永, 李洪盛
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 江苏省矿山智能采掘装备省部共建协同创新中心 徐州,221008%中国矿业大学机电工程学院 徐州,221116 2022; 中国矿业大学机电工程学院 徐州,221116
• Subjects: 磨料射流; 割缝; 岩石; 影响因素; 流固耦合; 数值模拟
• ISSN: 1004-6801
• DOI: 10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2022.03.022

TH11%TD431; 为研究前混合磨料射流冲击割缝岩石性能,将两相随机混合的光滑粒子用于模拟磨料射流,基于RHT(Riedel Hiermaier Thoma)本构模型建立了岩石割缝流固耦合数值模型.模拟和实验岩石割缝深度随射流横移速度变化规律一致,建立了数值模拟和实验磨料射流横移速度关系.岩石割缝位置中心和边缘的岩石单元损伤失效速率不同,分别呈现瞬时损伤失效和多次阶跃累积损伤特征.磨料颗粒冲击岩石概率与磨料射流浓度有关,当磨料浓度小于10％时,岩石割缝深度上升较快.岩石割缝深度随射流直径增大呈指数上升并趋于不变,后侧磨料颗粒冲击岩石作用随射流直径增大而减弱,当射流直径大于1.2 mm以后,岩石割缝深度均近似等于6.3 mm.岩石割缝深度随射流压力总体呈上升趋势,但在15 MPa～35 MPa压力范围内,磨料射流割缝岩石深度增大速率相对较低.该研究结果对前混合磨料射流横移速度、浓度、压力和直径等参数选择具有重要的指导作用.