当前矿山破岩技术的局限性是什么？
发布时间：
2023-04-12
(1) 水射流破岩技术主要以“水楔作用”破岩。纯水射流式最常见的形式， 其结构简单，维护方便，但这种形式耗水量大，常导致岩石开挖机械作业场所产 生大量积水，造成设备难以正常工作。脉冲射流以一定频率向岩石反复加载应力， 其破碎效果比纯水射流好，但脉冲射流的产生形式及装置仍是需要解决的问题。 针对特殊工况可以向纯水中增加磨料可以极大的增加射流的冲击破碎能力，减少 水的消耗量，降低射流系统压力，但磨料无法回收，造成岩石破碎成本增加，且 增加了喷嘴的磨损，减少了使用寿命。通过在纯水射流中添加空泡，利用空泡在 岩石上的溃灭可提高空化射流的破岩能力，但空泡在喷嘴内的产生形式仍需优化， 如何解决空泡对喷嘴的气蚀需要开展进一步的研究。此外，高压水射流技术已成 熟应用在煤层割缝卸压技术领域，但该方法并不能作为单独的破岩手段。
(2) 水射流辅助机械破碎岩石是具有实际意义的，水射流冲击及机械刀具的 联合作用对降低机械刀具温度及截割载荷，提高掘进效率具有显著作用，其在煤 炭开采、巷道掘进、隧道工程以及石油钻井等领域开展了大量的研究与应用，该 方法已成熟的应用于煤和半煤岩破碎。虽然针对硬岩破碎已开展了水射流辅助钻 头、滚刀的相关研究与应用，但由于硬岩破碎过程中所需的射流压力极高，导致 实际现场应用过程中旋转密封装置可靠性较低，无法实现高压力长时间有效密封。 同时，高压射流所需功率高，能耗过高，经常出现喷嘴堵塞、磨损等问题，维修 成本过高，因此该技术未能广泛应用于硬岩巷掘进工程实际。
(3) 涨裂辅助破岩技术利用岩石预钻孔，再通过涨裂装置破碎岩石。岩石预 钻孔的存在，削弱了岩石整体应力，为涨裂装置的破岩工作提供了自由面。对于 机械涨裂破岩，其结构简单，对硬岩破碎效果好，破岩过程中无热应力、无粉尘，噪音小，对围岩损伤小，但单一机械涨裂破岩装置效率低，需结合自动钻涨一体 机使用;高压液力涨裂破岩技术破岩过程中产生的水和泡沫可抑制粉尘浓度，耗水 量少，破岩装置可重复使用，但仍需结合钻涨一体机使用。高压气体涨裂破岩技 术采用非爆炸气体膨胀破岩，破岩过程中无有害气体产生，破岩能量高，能量可 控，但粉尘及噪声较大，需要配备气体压缩及储存装置。
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