基于深海采矿技术的新型深水清淤技术方案探索

根据深水清淤面临的问题,结合我国深海采矿技术现状,分析了深海采矿技术与深水清淤作业技术的特点,借鉴相关技术形成了一种深水清淤技术方案; 并对深水清淤系统的组成、功能及作业流程进行了详细介绍。为验证深水清淤技术的可行性,研制了工程样机,并在小浪底水利枢纽成功应用,表明基于深海采矿技术的深水清淤技术是解决陆地深水淤积问题的有效途径。     

深海行走机构履带环几何脉动虚拟现实研究

针对深海采矿车行驶机构履带环进行了张紧和直线行驶过程的虚拟现实研究,在0.1~1m/s行驶速度范围内,考察了履带环的几何脉动对引导轮位置的影响。并由此获得了不同行驶速度下引导轮中心水平脉动图谱以及张紧油缸的最大流量,为液压系统、缓冲装置等的进一步优化提供了基本依据。     

高温环境下料浆大流量输送管流特性研究

为分析大流量管道输送过程中温度上升对料浆管流特征的影响,得出高温环境下料浆最佳输送管径及初始流速等参数,建立了充填料浆输送L管模型,基于流变试验获取料浆塑性黏度和屈服应力,利用COMSOL数值模拟软件分析了高温环境下不同温度、管径以及初始速度对应的管流速度场特性。结果表明：随着温度升高,充填料浆屈服应力以及塑性黏度随之降低;在弯管与水平管相接处,流态不稳定,料浆速度层出现较大变化,由塞流推进转化为速度自上而下递增的流动模式,易造成堵管、爆管;温度提高会导致中心最大流核区面积减小,温度为40、50、60 ℃时,最大流核区径向长度分别为0.09、0.07、0.05 m,减小率为22.2%,最大流速随之增加,当温度为40 ℃时,径向最大流速为2.978 m/s,温度增加至60 ℃,最大流速增大至3.135 m/s;随着管径增大,塞流最大流速区面积增加,管径为200 mm、240 mm时,最大流速区径向长度分别为0.1 m、0.12 m,最大流速随之减小,管径自200 mm增大至240 mm,最大流速由2.977 m/s变为2.876 m/s;随着进口速度增加,料浆中心最大流速区域增大,对塞流区域面积大小影响较小。基于上述试验成果,为减少输送阻力损失,提高矿山效益,建议矿山输送料浆参数选取温度40~50 ℃,管径200 mm,初始流速2.5 m/s。上述分析可为矿山充填设计及进一步研究管道输送流态问题提供一定的理论依据。     

XZ7000/25.5/50型履带行走式液压支架的研制

履带行走支架是短壁机械化开采主要设备之一,XZ7000/25.5/50型履带行走式液压支架支护效果良好,对顶板适应性强,整体采用四连杆设计,结构紧凑,具有独立的行走系统,速度可达25 m/min,转向灵活,电控系统采用PLC控制系统,性能稳定,是一种新型矿井支护设备。履带行走支架的研制与推广应用,减小对进口设备的依赖,可有效提高短壁工作面的回采率,提高资源利用率。该支架经实际使用,取得了良好效果。     

深海采矿车行走履带淹没水射流减粘脱附研究

深海多金属结核采矿车作业时行走履带板齿间粘附的底质会影响行驶性能,因此利用淹没水射流减粘脱附。针对采矿车行走履带板齿间粘附底质的成因,利用采矿车牵引力模型分析了牵引力与履齿有效高度的关系,通过土体临界破坏力理论和淹没水射流理论,导出了无量纲冲坑半径与深度方程。结果表明:行走履带与底质相互作用致使履带板、齿间粘附一定底质,牵引力随履齿剪切未扰动底质的有效深度减少而减小,推荐履齿高度在100～150mm之间;无量纲冲坑深度随半径先缓慢增加后快速增加,与水射流参数、靶距、底质临界破坏力有关,水射流参数为1r/b_p2,0.4h/l3时,减粘效果较好。此研究对深海多金属结核采矿车减粘脱附系统设计有重要参考价值。     

水仓煤泥快速清淤系统在霍尔辛赫煤矿的应用

简要介绍了霍尔辛赫煤矿水仓煤泥清淤现状,详细阐述了水仓煤泥快速清淤系统的组成、工艺及设备选型,并分析了该系统在霍尔辛赫煤矿水仓煤泥清淤中的运行效果.生产实践表明,该系统将清挖时间由原来的近3个月缩短为32 d,用工量由原来的2 700工日减少为256工日,运输煤泥所需矿车也由1 500车/次减少为1 000车/次,年可节约生产成本560万元左右.     

基于局域栅格化的履带支护车自主导航方法研究

综掘巷道工况条件复杂且具有封闭边界的特殊性。针对煤巷底板滑转率影响履带支护车航向角纠偏问题,提出一种受限巷道空间内栅格化场景的履带支护车自主导航方法。采用栅格化理论将综掘巷道作业环境进行局域划分,提出航向参考影响度作为巷道模型的简化指标。基于履带支护车的运动特性,建立其在栅格化场景中的自主导航运动模型并进行液压行走系统的数学模型构建与稳定性分析;利用模糊控制与PID算法相结合进行控制参数的实时修正,实现履带支护车两侧履带速度的自适应调控以满足航向精度需求,完成履带支护车在不同滑转率影响下的航向角纠偏;搭建AMESim与Matlab/Simulink半实体物理仿真模型,对履带支护液压行走系统进行仿真验证。仿真结果表明,与传统PID控制算法相比,自主导航方法的航向角纠偏精度更高,履带调速更加稳定、不易发生振颤,验证了在栅格化场景中自主导航方法的可靠性与先进性。     

深海集矿车速度控制与轨迹跟踪设计及实现

对履带式集矿车进行了速度控制与轨迹跟踪系统设计,针对左右两边履带在相同输出情况下速度不一致现象,运用模糊控制调整左右履带速度差。根据长基线水声定位系统的原理设计实验室水池定位系统,在进行水下试验时实现对集矿车的精确定位与轨迹跟踪。实车水下试验结果证实,速度测量精确且稳定,加入模糊控制后左右履带速度达到平衡;水池定位系统可实现对集矿车的轨迹跟踪,行走轨迹表明集矿车可在水底自动直线行走,为集矿系统进行海试提供了基础保障。     

深水桥梁承台有底钢套箱施工技术

沅陵沅水二桥承台施工水位高,最大水深39 m,水压大,且水流湍急,最大流速达6 m/s,属于深水桥梁基础承台施工,施工难度大、安全和质量风险高。采用有底钢套箱在陆地加工场内加工和拼装,再运至预定地点的方案,有效防止污染水源和环境,保障了施工作业人员、机械和设备材料的安全,工程达到了预期的目标。有底钢套箱是深水桥梁承台施工的实用技术。     

基于行驶理论的掘进机履带参数优化

针对掘进机在稀软底板行走能力较差的弱点,依据车辆地面力学原理,分析掘进机履带相关参数对履带—底板系统附着力的影响,借助优化理论建立以附着力最大为目标、确保掘进机转向和保护底板土壤承载性能为约束的优化模型,并借助处理约束优化问题的遗传算法加以求解。结果表明,优化后的履带与原设计相比,履带—底板系统附着力提高8.82%,有效提升了掘进机的行走性能。履带板的这种优化方法也可为其它履带车辆行走机构的设计提供借鉴。     

在副斜井绞车上加装提人过卷开关

<正> 我矿的副斜井2.5m 绞车,最大提升速度4.8m/s,人车最高行驶速度3.5m/s,使用洛阳矿山机器厂制造的机械立柱式深度指示器。副井提人和提物经常是交错进行的,而这种提升装置设计上只有一套过卷开关,不     

双臂锚杆钻车履带行走液压系统设计与仿真

根据双臂锚杆钻车井下实际作业的要求,设计了双臂锚杆钻车履带行走装置的液压系统原理图,并对主要液压元件进行了选型计算。用仿真软件AMESim对履带行走液压系统进行建模仿真分析,结果显示行走马达启动平稳且启动时间短,为0.65 s,并且马达口压力与流量分别稳定在22.74 MPa和89 L/min,表明该液压系统性能可靠。     

某铝土矿尾矿管道输送试验研究

为了研究某铝土矿尾矿赤泥泵压管道输送特性,针对不同浓度尾矿赤泥进行了浆体流变特性研究,并采用DN200管道进行了环管试验。结果表明,该尾矿浆黏度大、屈服应力高,属触变性浆体; 矿浆浓度、输送速度对浆体管道输送摩阻系数的影响显著。该尾矿赤泥适宜的泵压管道输送浓度为25%,该浓度下尾矿浆体屈服应力11.45 Pa、动力黏度21.33 mPa·s。当流速2.0 m/s时,25%浓度尾矿浆的摩阻系数为0.05,管道内输送阻力损失为0.54 kPa/m。     

履带行走机构几个几何参数的解析设计

提出了履带行走机构几个几何参数优化设计方法。根据履带行走机构转向阻力和最大牵引力关系计算出了转向比合理取值区间;以土壤变形阻力为参考,以优化设计方法推导了履带长宽比优解范围;论述了履带行走设备转向比、履带长宽比取值对设备性能的影响。     

武汉阳逻电厂扩建工程水下爆破安全阈值研究

以武汉阳逻电厂三期扩建工程水头部水下爆破作业为例,通过现场水下爆破振动监测,提出了以质点峰值振动速度及最大冲击波压力为参考指标的水下爆破控制标准。监测表明,当距爆源75m处的岩体质点振动最大速度不超过3 cm/s时,以及距待建的三期取水头爆破68.5 m处施工引起一、二期取水头部水冲击压力最大值不超过0.05MPa时,可以确保一、二期控制泵房以及与控制泵房相连的取水管道安全。     

煤矿井下水仓自动化清淤系统新工艺

煤矿井下水仓清淤多年来一直采用原始的人工作业方式来完成,严重影响和制约着矿井的安全与生产.论文分析了原清淤方法存在的问题,系统地介绍了一种传统工艺与现代技术相结合的煤矿水仓清淤新方法,包括基本原理、清淤工艺和方法,阐明了新方法的技术优势;实践证明,该方法工艺先进、清淤效果好、效率高,减轻了工人的劳动强度,保证了矿井的安全生产需要.     

高温铜渣颗粒流换热CFD模拟研究

采用CFD模拟技术研究了铜渣颗粒流余热回收颗粒塔工艺内冷却段气固传热性能和料层阻力特性，分析了颗粒塔内气固温度、压力、换热区间以及换热时间等工艺参数的变化规律。结果表明，冷却空气进入颗粒塔穿过球形铜渣时发生快速强制对流换热过程中，颗粒塔内压降梯度变化大于温度梯度变化；气速越大，换热区高度越小，10 m/s气流速度对应换热区高度仅为0.85 m, 4 m/s气流速度对应换热区高度为1.4 m;换热运行时间随气流速度增大而减小，10 m/s气速对应换热运行时间最短仅为30 s, 4 m/s气流速度对应换热运行时间最长为135 s;增大气流速度有利于强化颗粒塔内气固的换热效果，提高换热量，10 m/s气流速度对应的换热量最大为7.0×10⁷ W。     

基于离散元的胶带端部采样冲击研究

为了研究胶带端部采样器切割斗移动速度和采样过程中所受到冲击的关系,通过分析其与煤流的相互作用,引入离散单元法对胶带端部采样过程进行了研究,设定切割斗切割煤流的平移速度从5.0 m/s、5.5 m/s到7.0 m/s,得出了不同切割斗移动速度下,其在采样过程中受到的冲击力和冲击扭矩。随着切割斗平移速度的增加,可以得出水平垂直煤流方向的冲击力和沿煤流方向的冲击扭矩同步减少,其他方向的冲击力和冲击扭矩稳定波动。在切割斗平移速度为5 m/s时,其所受x、y方向的冲击力最大,分别为-26 582.4 N,-7 292.9 N,所受z方向的冲击扭矩最大,为-21 525.8 N·m;当平移速度为6.5 m/s时,其所受z方向的冲击力最大,为10 025.1 N,其所受x方向的冲击扭矩最大,为-5 230.8 N·m;在切割斗平移速度为7.0 m/s时,其所受y方向的冲击扭矩最大,为-3 693.7 N·m。     

基于CFD-DEM的水下清淤机器人吸泥管道流场分析

基于DDPM的CFD-DEM耦合数值分析方法,研究了自行式水下清淤机器人在不同工作俯角、泵流量条件下吸泥管内泥沙颗粒的流动状态。仿真结果表明,不同工作俯角下,低功率工况会引发吸泥管道堵塞趋势; 泥浆流经弯管处所产生的二次涡流会加剧管壁磨损,导致动能损失,从而影响输送效率。     

侧卸装岩机履带行走系的研究

履带行走系是煤矿用装载机或其它以行走为主要功能的履带式机械的重要部件。对影响履带行走系主要性能的悬架型式、装紧缓冲装置结构和主要技术参数进行了研究，论述了综合考虑工作速度、作业要求、地面工况及成本因素后，煤矿用侧卸装岩机履带行走系类型、主要部件结构、参数的设计过程。