射流破煤是指用水槍噴嘴噴射到空氣中的高速水流破煤的方法。視噴嘴出口處的水壓不同，射流可分為低、中、高壓和超高壓射流。當前的水采均採用3-8MPa和8-20MPa的中、高壓射流。射流破煤一般分成兩個步驟：第一步用射流在煤體中切割出具有一定面積和深度的裂隙或空洞，俗稱掏槽；第二步用射流逐步破落洞隙周圍的煤體，俗稱落煤。
基本介紹
- 中文名：射流破煤
- 外文名：Jet coal
- 學科：煤炭工程
- 領域：開採
- 原理：水槍噴嘴噴射到空氣中的高速水流
- 水壓：3-8MPa和8-20MPa
簡介,影響射流破煤能力的主要因素,射流,射程,
簡介
從水槍噴嘴噴射到空氣中的高速水流稱為水槍射流。視噴嘴出口處的水壓不同，射流可分為低、中、高壓和超高壓射流。當前的水采均採用3-8MPa和8-20MPa的中、高壓射流。
中、高壓射流大致呈圓台形。射流在噴離噴嘴後，其斷面不斷擴大、密實的水流也逐漸分散為氣液雙相流。在最初的一段射流長度中，其水射流的中心部位保持一個密實的等速核心，該區間稱為起始段；完全是氣液雙相流的區間稱為基本段。
射流的軸向平均流速以單位時間內通過單位面積的液體流量來計算。在起始段中，射流軸線處的軸向平均流速近似不變，而在基本段中則隨著與噴嘴距離的增大而減小。
當射流衝擊煤體時，產生作用於煤體的壓力，該壓力稱為射流的動壓。它大體上正比於軸向流速的平方。整個射流的總作用力則稱為射流的總打擊力。
當射流衝擊煤面時，如果射流的動壓和由動壓所衍生的拉應力、剪應力超過了煤體強度，則該範圍內的煤體將被破碎。射流破煤一般分成兩個步驟：第一步用射流在煤體中切割出具有一定面積和深度的裂隙或空洞，俗稱掏槽；第二步用射流逐步破落洞隙周圍的煤體，俗稱落煤。
影響射流破煤能力的主要因素
射流在單位時間內的破煤量稱為破煤能力，俗稱水槍生產能力。影響射流破煤能力的主要因素有：
（1）煤的力學特性主要有煤體的強度和裂隙性，一般煤的抗壓、抗剪、抗拉強度愈低，裂隙俞發育則破煤能力愈高。
（2）射流的力學性能主要有射流的工作壓力（或噴嘴出口處的水壓）、射程和流量。
射流
實測表明，對各種煤體均有一臨界壓力，當射流的工作壓力低於該臨界壓力時，射流的破煤能力趨近零。工作壓力愈高則射流的軸向流速愈大，射流的動壓總打擊力愈大，從而破煤能力愈大。
選擇合理的射流工作壓力，要綜合考慮煤層條件和生產條件等因素的影響，不宜過低或過高。過低時會降低射流的破煤能力，而過高時會造成經濟上不合理。對此國內外尚沒有比較切合實際的計算方法，主要是通過長期廣泛的生產實踐，來進行類比確定。
射程
從噴嘴出口到衝擊點的射流行程稱為射程。由於射流的軸向流速隨射程的增加而減小，因此其破煤能力也隨射程的增加而下降。當射程增加到一定值時，水槍破煤能力隨射程的增加而急劇下降到趨於零。把水槍破煤能力開始急劇下降時的射程稱為水槍有效射程。我國現用水槍有效射程一般為15-20m（煤愈軟、工作壓力愈高、噴嘴直徑愈大則有效射程也愈大）。
生產實踐表明，在射流的工作壓力合理確定後，適當增大射流的流量（即增大噴嘴直徑），可使射流的有效射程增加，因此射流的破煤能力也將增大。但是，水槍的流量不可能超過供水設備的能力，否則將因流量過大而使供水壓力急劇下降並帶來不利效果。我國水采現用供水泵的流量有限（約300m/h），為增大水槍流量提高水采工作面單產，正在研製大流量的高效供水泵。
此外，射流的工作條件、水槍質量及操作技術水平等都對射流的破煤能力有較大影響。
