高压水射流枪头口径及冲孔角度试验研究

目前,小流量、小压力、小口径的高压水射流冲孔系统在井下应用少且效果不佳.为使此系统在井下防突措施应用中得到推广,在开滦钱家营矿5煤层,针对高压水射流冲孔枪头的口径和冲孔角度的选择及优化进行了试验研究.采用了理论推导,得出了高压水射流系统的沿程阻力损失及局部阻力损失.运用MATLAB数值分析方法,作出分析曲线,由图像坐标反算出最佳冲孔枪头口径.根据理论推导结果确定现场试验参数范围,得出高压水射流枪头口径最佳现场试验参数.结果表明,泵压达到额定最大值31.5 MPa,当枪头口径选择为6 mm时,冲孔效果最佳;采用理论分析与现场试验对比的方法对冲孔角度的选择进行了试验.运用灰色综合评价方法对冲孔方案进行预测评价.结果表明,掘进工作面最佳冲孔倾角范围为5°～ 10°,且排煤量为冲孔角度0°时的1.2 ～1.5倍.回采工作面采用中间孔与水平面夹角为10°,两侧孔与水平面夹角为5°,2个相邻孔水平方向夹角为30°的冲孔方式,其影响因素灰色关联度为r =0.960 91.