大直径深钻孔用载人提升舱设计与应用

大直径深钻孔用载人提升舱设计是在分析已有国内外提升舱参数基础上,集成并创新设计了满足580～620 mm钻孔直径,700 m钻孔深度单次单人提升救援使用要求的提升舱,在确保安全可靠前提下,对舱体、导向装置、防断绳保护装置、主舱体和脱开装置、缓冲装置、通讯元件等进行了设计和阐述。仿真分析和现场试验测试表明:舱体结构稳固,上下导向顺畅,防断绳保护装置,脱开装置,缓冲装置等部件功能达到设计要求,关键部件运行正常,能够满足700 m深度内被困矿工人身安全和安全快速提升救援需要。     

预制双舱综合管廊拼装接头力学特性数值研究

目前常用的管廊接头构造型式主要包括企口型、平口型以及剪力键型。本文通过数值模拟手段,研究了预制双舱综合管廊拼装接头的力学特性。研究表明,在抗剪分析中,剪力键型双舱管廊接头在竖直方向的相对位移最小;提高预应力能够有效降低竖直与水平方向的相对位移,当预应力从0. 5 MPa增至3MPa时,平口型双舱管廊接头竖直方向相对位移可降低77%;在抗弯分析中,剪力键型双舱管廊接头水平方向的相对位移在弯矩增大时变化最小。通过分析不同工况,得到各因素对于预制双舱综合管廊拼装接头力学特性的影响,为深入研究预制双舱综合管廊接头的防水性能提供了理论基础。     

非磁性颗粒在磁流体选矿中的动力学模型

研究了非磁性运动颗粒以一定的初速度进入到梯度磁场作用下的磁流体后,其受力状况以及运动特征;设计了一种磁流体分选装置,分析了非磁性颗粒运动过程中在垂直方向的浮选力和水平方向受到的运动阻力,并且研究了水平运动时所受运动阻力对分选时间的影响;建立了各自的力学模型,并通过相应的试验证明其正确性,从而为磁流体静力分选提供理论与实践指导。     

双伸缩臂装载机工作装置仿真分析

为了精确合理地设计双伸缩臂装载机工作装置,借助机械系统动力学分析软件ADAMS对装载机工作装置模型进行了运动学和动力学仿真。通过对工作装置建模和载荷分配,实现了双伸缩臂装载机提臂掘起和满载举升2种工况的仿真。根据仿真结果,分析了举升液压缸在这2种工况下的受力情况。为验证仿真的可靠性,对举升液压缸在上述2种工况下的受力情况进行了常规方法的计算校核,计算表明仿真结果是正确的。     

激光沉积Ti65钛合金拉伸性能研究

采用激光沉积制造技术制备Ti65钛合金试样,对水平和竖直取样方向试样在室温和高温条件的拉伸性能及断口形貌进行分析。结果表明：室温和高温条件下,水平方向试样的塑性差、强度好,竖直方向试样的塑性好、强度差。主要原因在于水平方向晶界数量较多,晶界有效阻碍滑移运动促使强度升高塑性降低。高温条件下,不同取样方向试样的抗拉强度及屈服强度随着试验温度升高均呈下降趋势,延伸率呈增大趋势。因为高温使原子动能增加,位错运动阻力降低。断口观察发现,室温下水平试样和竖直试样的断裂方式分别为脆性断裂和准解理断裂,高温下所有试样均为韧性断裂。     

采煤机滚筒调高的基本受力分析

滚筒是采煤机的主要部件,通过对采煤机滚筒截煤时的受力情况分析,指出了影响滚筒调高的主要是采煤机牵引方向的推进阻力和垂直于牵引方向的纵向截割阻力,并详细进行了分析计算。     

基于流固耦合的煤矿井下刮泥机受力分析

为了实现矿井水井下处理,设计刮泥机与平流式沉淀池配合使用。为了分析刮泥机在沉淀池内正常工作时受力变形情况,通过调节入口流速以及施加不同水平载荷,利用ANSYS软件,基于流固耦合相关理论对刮泥机受力变形进行仿真。仿真结果表明:设计的刮泥机满足实际工作的强度要求;相比于入口流速,水平载荷变化对刮泥板、支架的应力和变形影响较大,水平载荷过大可能会引起压耙事故。针对此问题,提出了相应的解决方案,以保证刮泥机正常工作。     

基于Workbench的变螺距螺纹仿真与分析

针对螺纹联接件因材料变形造成受力不均的现象,设计了一种变螺距螺母,用螺距的变化量抵消螺纹联接件的受力变形,进而改善受力情况。根据螺纹联接的载荷分布规律,计算在预紧力作用下的变形量,根据每一圈螺纹的变形量设计螺母螺距的变化量。利用Solidworks软件进行三维建模,Workbench软件对模型的受力情况进行仿真,根据结果验证此方法是否可行。     

基于Python和ADAMS的液压支架四连杆结构优化及支架整体受力影响分析

为改善液压支架在工作过程中的运动和受力情况,设计过程中对支架的结构和受力进行分析。首先构建四连杆结构运动方程,并在Python程序中设置多变量多条件求解得到多组四连杆结构参数,选取3组参数进行支架建模并运用ADAMS软件进行运动受力仿真分析。在此基础上,对最优四连杆结构支架的立柱倾角进行调节再建模和受力仿真分析。结果表明:液压支架的运动取决于四连杆结构,但受力取决于立柱倾角和四连杆结构等多个因素。为提高支架的使用安全性和顶板支护能力,设计时应综合考虑四连杆结构参数和立柱倾角。     

变坡度斜井箕斗提升电机拖动特性分析

以一个实际矿井为例,分析了井筒坡度变化对提升电动机拖动特性的影响,对斜井提升过程电动机拖动特性进行了计算机仿真,实测了变坡度斜井箕斗提升电机力图。理论分析和实测结果表明：井筒坡度变化对斜井提升拖动特性影响 大,在提各设备维护 选型设计时应予充分重视     

矿用救生舱焊接部位数值模拟处理方法

矿用可移动式救生舱抗爆性能数值分析可为舱体设计和数值检测提供有力的修改依据。救生舱舱体各部件多为焊接连接,其处理方式的不同直接影响计算结果,基于有限元计算软件LS-DYNA,对救生舱单节舱体在冲击载荷作用下的动态响应进行了数值模拟,其焊接部位采用了ruled(壳单元)补接和实体单元点对点对接方式,结果表明:舱体最大位移Smax与ruled单元的厚度存在着负指数衰减规律。通过对比实体单元蒙皮和壳体单元蒙皮的最大变形结果,ruled单元厚度取3～5 mm时,二者结果较为一致。     

煤矿救援基站在轴向冲击载荷下的变形研究

为了研究煤矿井下用救援基站在受到轴向撞击时的变形过程,建立了撞击过程中舱体动态响应的理论模型,并使用Dytran软件对舱体轴向撞击过程进行了仿真。仿真结果表明,舱体厚度、端部扁球壳深度、舱体直径都会对舱体变形有较大影响,改变各项参数可以控制舱体变形位移的深度与变形过程:舱体厚度越大、扁球壳深度越大、舱体直径越小,舱体承受轴向撞击时的变形位移越小,且舱体临界变形速度越大。同时,发现增加扁球壳深度可以控制变形过程,减小变形位移、减缓撞击过程。     

深海粗颗粒矿石浮游速度的试验研究

以单颗粒沉降运动为研究基础, 采用高速摄影技术对锰结核、富钴结壳、多金属硫化物及模拟结核粗颗粒矿石进行了浮游速度试验研究, 得到了粗颗粒矿石单颗粒和群体颗粒浮游速度计算公式, 计算结果与试验实测数据吻合较好, 对垂直管道水力输送系统参数设计和正常运行有一定参考价值。     

水力式集矿机构注水软管变形阻力矩分析

基于液体压缩体积模量和二重直梁简化模型对多金属结核水力式集矿机构中连接水泵和集矿头的软管变形阻力矩进行了力学分析, 提出了变形阻力矩计算方法, 给出了变形阻力矩和集矿头纵向位移的幂函数关系。结果表明, 在纵向位移0.5 m时, 3根软管的变形阻力矩为31 462 N·m。计算方法已成功应用于集矿机试验。     

The relationship between charge shape characteristics and fill level and lifter height for a SAG mill

A predictive model that allows mill fill level and the lifter height to be determined from measurements of the head, bulk and impact toe positions for a generic SAG mill has been developed using data from a series of three dimension DEM simulations. A Design of Experiment (DOE) approach is used to define a series simulation conditions with the two factors being the lifter height and the fill level. The charge structure is characterised by the locations of the head, shoulder, bulk toe and impact toe. These are determined by visual analysis of the particle trajectories. The spatial variation of the liner pressure distribution can provide valuable information on the structure of the charge. This was found to vary systematically with lifter height and fill level. The relationships between the visual key locations and the key features of the pressure distributions were identified and found to be well described by linear equations. Finally, parametric models are fitted to the DEM data for both the lifter height and fill level allowing them to be estimated from measurements of the key charge locations. These could be used as part of a control strategy for the mill and/or to assist with re-line scheduling.     

基于物料分布特征的刮板输送机运行阻力分析

考虑到常规的链条安全系数是按照两个链条共同承受外界载荷来计算的,而实际情况是两根链条载荷是不均匀的,因此研究了基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法。对煤块物料与中部槽底板的摩擦阻力、煤块物料与挡煤板摩擦阻力以及移动的煤块物料与煤壁侧静止物料的摩擦阻力进行理论推导。得到刮板和链条在运行时,不同负载情况下的运行阻力计算公式。依托国家能源局研发(实验)中心建设的综采成套装备模拟实验台对基于物料分布特征的运行阻力计算方法进行实验研究。研究结果表明：本计算方法与实验数据误差在允许范围内。基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法可为后续进行偏置载荷影响下的链条寿命预测、安全系数计算等提供依据。     

金厂河多金属矿充填料浆长距离反坡输送研究

为了保障金厂河多金属矿D采区安全可靠的长距离反坡输送,通过开展充填料浆扩展度试验和流变试验,测试了不同浓度及灰砂比条件下的充填料浆流变参数。基于充填料浆管道沿程阻力理论公式和数值模拟耦合分析,计算了管道输送阻力和充填工业泵出口压力,进而确定了D采区合理的充填工艺参数。根据矿山D采区充填管网工程条件,制定了相适配的充填管道输送方案,实现了D采区膏体充填料浆安全、高效泵送充填。     

不同坡面形态滑坡的稳定性分析

为了研究坡面形态对滑坡稳定性的影响,设计3种坡度、2种坡高共6组试验,对不同坡面形态的滑坡进行了物理模拟试验,通过抬升试验模型槽模拟滑坡失稳破坏的过程,记录破坏过程和破坏时的临界破坏角度,分析了不同坡型滑坡的稳定性和破坏情况。试验结果表明,相同坡度、相同坡高的情况下,凸坡所需抬升角度最低,其稳定性最差,凹坡最高,其稳定性最好,且凸坡破坏时更易发生分级启动。从滑坡表面角度和滑体重量进行理论分析,对试验结果进行解释。采用稳定性计算获得不同坡度下不同坡面形态滑坡的稳定性系数,结果为凸坡稳定性系数最低,凹坡稳定性系数最高,计算结果与试验结果相同,由此可得在坡度、坡高、纵曲率均相同的条件下,凸坡稳定性最差,直线型坡次之,凹坡稳定性最好。     

眼前山铁矿露天转地下开采过程中料仓稳定性研究

针对眼前山铁矿露天转地下开采过程中西南帮高边坡上料仓稳定问题,考虑断层的影响,建立了数值计算模型。利用FLAC软件对地下开采过程中料仓稳定性和料仓地表沉陷进行了研究。分别分析了开采到-320 m和-500 m水平时,塑性区分布和拉应力分布规律,并以地表沉降变形区范围来评定料仓稳定。数值计算结果表明,随着开挖的深入,料仓稳定性下降。在开采到-320 m水平时,料仓地表倾斜值在3 mm/m内,边坡整体稳定、塑性区主要集中坡脚并且开展范围小,料仓稳定。当开采到-500 m水平时,塑性区和拉应力区几乎分布整个坡体,断层存在对料仓影响显著。边坡整体滑坡性小,但坡体内部应力重新分布,导致地表沉陷值增大,料仓失稳。