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中国工程院外籍院士Michael Hood应邀做客百年矿业大讲堂
时间:2026-11-10   点击数:

11月5日,北京科技大学资源与安全工程学院百年矿业大讲堂第三讲在图书馆报告厅举行。中国工程院外籍院士、澳大利亚技术科学与工程院院士、昆士兰大学荣誉教授Michael Hood应邀作题为《硬岩开挖颠覆性突破:水射流辅助切割》的专题报告,介绍硬岩机械开挖中的刀具失效问题、水射流辅助切割技术及其应用前景。资源与安全工程学院党委书记耿倩男,中国-赞比亚矿产资源绿色安全开发“一带一路”联合实验室副主任席迅等学院教师代表及相关专业研究生、本科生参加活动。

Michael Hood从岩石破碎与采矿生产的关系讲起,阐述了初次破碎对后续装载、运输和选矿加工的影响。他结合矿山现场案例介绍,爆破后产生的大块岩石需要再次破碎才能装车运输,在地下矿山还可能堵塞出矿口,导致生产中断。如何改善破碎效果、实现连续机械开挖,是硬岩开采需要解决的重要问题。

围绕制约硬岩机械开挖的刀具寿命问题,Michael Hood介绍了硬质合金、聚晶金刚石等刀具材料的性能特点,分析了摩擦升温、磨粒磨损和机械过载引起的刀具失效。他通过试验曲线和实物案例说明,切削过程中产生的高温会降低刀具材料硬度、加剧磨损,冲击载荷则可能造成刀具破裂。刀具材料的选择和切削方式的改进,需要同时考虑耐磨性、抗冲击能力及使用成本。

结合早期在南非金矿开展的研究,Michael Hood回顾了水射流辅助切割技术的探索过程。研究从刀具冷却入手,发现水射流不仅能够降低刀具温度,还能清除刀具前方的破碎岩屑,减少重复压碎,在一定工况下降低切削力、增大切削深度。他介绍了不同设备上的试验结果,展示了该技术在减轻刀具磨损、延长使用寿命和抑制粉尘等方面的作用,并进一步讨论了水射流辅助盘形滚刀破岩的研究进展。

针对技术从试验走向工程应用的难点,Michael Hood重点分析了高压供水系统与开挖装备的集成、旋转切削机构上的射流按需启停,以及喷嘴维护等问题。他指出,水射流的辅助效果与切削速度、设备结构和岩石条件有关,评价其应用价值,需要综合考虑刀具寿命、换刀停机时间和运行维护成本。这些尚待解决的工程问题,也为相关技术与装备研究提供了具体方向。

Michael Hood还结合能源转型对铜、镍、稀土等矿产资源的需求,展望了硬岩开采技术的发展。他认为,矿产需求变化与装备能力提升,可能使一些早期尚未充分应用的技术重新获得应用机会。他鼓励青年学生关注矿业发展中的实际问题,参与硬岩开采技术与装备的研究。

报告结束后,现场师生围绕水射流辅助切割的大规模应用、装备集成、开挖效率与运行成本、射流压力选择,以及其他破岩技术的适用条件等问题与Michael Hood进行交流。

Michael Hood结合科研经历和工程案例逐一回应,并就技术成果从实验室走向工程现场所需解决的问题展开讨论,现场交流气氛活跃。

活动最后,耿倩男为Michael Hood教授颁发证书。