二维声学黑洞应用于压电振动能量收集

声学黑洞(acoustic black hole,ABH)效应可以产生强烈的能量集中,能够将高频率低振幅的低品质振动能量转化为高振幅的高品质振动能量,从而便于利用。提出并研究了一种环形二维声学黑洞压电能量收集装置。有限元分析结果表明,环形二维ABH结构能在宽频域内显著提高能量收集效率。搭建了环形二维声学黑洞压电能量收集器试验测试平台,通过试验验证了仿真结果的正确性。与经典二维ABH结构相比,环形二维ABH结构具有更好的能量收集效率和结构强度。分析了压电片几何尺寸等因素对装置能量收集效率的影响,得到了能获得较高输出功率的几何尺寸范围,并进行了正交试验设计,研究了截断厚度、压电片尺寸、中央平台直径、幂指数等多因素的综合影响。

基于Simulink副井罐笼水平振动仿真

以某矿副井提升系统为例,建立罐道-滚轮罐耳-罐笼横向振动模型,推导出关于滚轮罐耳和罐笼的双质量振动方程,以刚性罐道的常见缺陷作为输入源,利用Simulink的仿真模块对模型进行仿真,从而得出在不同激励信号下的水平振动加速度响应曲线,分析了不同罐道缺陷对罐笼运行的平稳性影响程度。

煤矿立井四角罐道动力响应测试方法及结果分析

为探究煤矿立井四角罐道的力学特征,自主设计了一种适用于四角罐道的动力响应监测方法。通过增设加速度传感器与应变片及其动态测试系统,获取煤矿立井提升容器在多工况运行条件下,四角罐道结构所受水平位移时程数据信息。分析监测结果发现,停罐卸煤过程中四角罐道的水平位移随提升终端荷载的增大而增大;箕斗的下盘滑靴作用四角罐道时,引起的水平位移峰值为主井实测发生水平位移的峰值最大值位置;在静止工况下,四角罐道的水平位移峰值大于其在运行工况中的水平位移峰值;提升容器与四角罐道的相互作用力为低频冲击荷载。

小直径浅盲井井筒装备安装工艺探讨

针对小直径盲井井筒装备安装工程,提出一种在空间狭窄区域内布置设备进行井筒装备安装的施工工艺。该施工工艺可在完成项目施工的同时,节省临时凿井设备及相应天轮的安装、拆除和使用费用,加快井筒装备安装施工进度,确保施工安全,为以后的类似井筒装备安装提供了较好的施工经验。

自动化技术在煤矿井筒检修中的应用研究

煤矿井筒在使用过程中故障率高、检修作业困难。传统的人工目测检测法对故障的检出率较低、检修工作量大,难以适应井筒长距离、精细化检修要求。基于此,针对井筒内环境与设备运行特点,结合单片机技术及监测技术、选定相应监测项与监测点,设计一套井筒自动检修系统。与传统的人工检修方法相比,该系统的故障检出率高、检修工作量小,且管线布置成本更低,能够有效提高井筒检修水平,具有一定的应用价值。

煤矿采矿工程中巷道掘进和支护技术应用研究

煤矿巷道掘进和支护技术是保障矿井安全高效运营的重要组成部分,近年来,随着煤矿事故频繁发生,安全采矿成为关注的重点。支护技术与巷道掘进作为施工核心,需要充分完善与修正。本文以榆树井煤矿1512辅运巷掘进作业为例,探讨巷道掘进和支护施工的完整技术方案。

立井罐道测试方法浅析

总结了立井提升用罐道测试的常用方法 ,比较了它们的原理、误差来源、测试精度及经济性等 ,提出了常见缺陷的故障模型 。

立井提升装置过卷动力学研究

针对立井提升装置的过卷制动特性,从动力学入手,建立了提升装置过卷时的动力学模型,提出了过卷制动力、制动减速度和钢丝绳冲击力的计算方法,计算结果表明:罐笼提升过卷制动减速度应小于重力加速度g,箕斗提升过卷制动减速度应小于2g。同时提出了限制钢丝绳冲击力的设计方法,基于限制冲击的理念,优化了HGJ-D钢带式立井提升过卷缓冲装置的制动性能。结果表明:采用限制冲击力的过卷防护装置,可以减小井架、井塔的受力,最多可使提升钢丝绳承受的冲击力减少1/2,从本质上提高了提升系统的安全可靠性。

刚性井筒装备的设计及作用力计算

评述刚性井筒装备的罐梁和罐道截面形式、水平层格结构形式和层间距;分析井筒装备负荷、水平力的计算方法。

锚杆中纵向超声导波传播特性数值模拟研究

针对导波在锚杆检测中的应用,分析了纵向导波在锚杆中的传播特性,利用Matlab求解了纵向导波传播的频散方程,用有限元数值方法模拟了不同频率的L(0,1)模态导波在锚杆中的传播特性,并对其杆顶响应信号进行了分析。通过理论和数值模拟分析对比验证了数值模拟方法的可行性,对于工程中应用导波对锚杆进行检测时,应选择适当频率的导波,并结合各频率导波在锚杆中的传播特性才能得到可靠的结果,进而对锚杆顶端对称与非对称激励震源在锚杆顶端产生的响应进行了分析。

煤矿立井玻璃钢复合材料罐道的研究

针对煤矿立井井筒装备腐蚀严重的现状 ,研究开发了一种新型的玻璃钢复合材料罐道 ,该罐道采用一种经改性后的具有抗静电、阻燃、耐磨损的玻璃钢 ,部分地取代了钢材。对这种罐道的耐腐蚀特性、耐磨损特性、玻璃钢与钢材层合面纵向抗剪性能等进行了研究。试验和分析表明 ,玻璃钢复合材料罐道中 ,玻璃钢与钢材能协调工作 ,其耐腐蚀性能满足煤矿井筒使用要求 ,耐腐蚀寿命与耐磨损寿命同步 ,均能达到 30年以上。

新型凿井提升系统在煤矿井筒施工中的应用

为克服大直径深立井井筒施工中已定型的凿井提升设备存在生产能力不足、排矸时间长、制约矿井安全高效施工等缺点,亟需开发新型凿井设备,提高建井速度。基于此,研制出一套新型凿井提升系统,包括:容积为6、7、8 m^3座钩式吊桶;G13、G15、G18、G21、G25型钩头装置;JKZ-5×3.1和2JKZ-5×2.65凿井提升机和直径为3.5、4.0 m提升天轮。新型凿井提升系统在营盘壕煤矿主井井筒施工中得到了成功应用,结果表明:该新型凿井提升系统大幅加快了排矸速度,实现了综合掘进月进尺110 m,加快了矿井建设速度,比计划工期提前了32 d,经济效益明显。

深立井刚性井筒装备的发展与展望

本文对目前尚无定论的立井井筒深度的划分，提出了分浅井、中深井、深井、超深井和特深井的五级划分界限；对深立井刚性井筒装备从材料、截面形式、层格结构、设计依据、计算模型、计算方法等方面进行了详细的理论分析和展望评述。

AD7874芯片在刚性罐道弯曲检测中的应用

分析了分时采样技术在刚性罐道弯曲检测方面的缺点,结合同步采样的相关技术,介绍一种基于AD7874芯片的同步采集系统,并应用于刚性罐道弯曲检测的实践当中,取代了以往的分时采样技术,克服了同时采集多个信号的困难,并使硬件电路较为简单。

罐道检测方法与振动测试实践

总结了刚性罐道性能检测的常用方法 ,从原理、误差来源、测试精度和经济性等几方面作了详细比较。并用实际测试数据对振动加速度法测罐道的分析及信息提取过程作了说明 ,对该方法在现场的应用做了有益的尝试 ,同时指出了现存的问题和研究的方向。

钢丝绳罐道张紧装置张力控制的研究

罐道是矿井提升设备用于导向的辅助设备,罐道分为刚性罐道和钢丝绳罐道。钢丝绳罐道在安全、成本、建设周期、运行维护方面有着众多刚性罐道无法比拟的优势。设计的钢丝绳罐道张紧装置将普通张紧装置的张紧机构改为滑轮张紧机构,使用液压缸作为动力元件,该张紧装置方便、高效,具有很高的可靠性、经济性和实用性。

基于遗传算法的OTSU煤矿井筒裂缝快速识别方法

井筒巡检仪采集的井筒序列影像,占用存储空间达90G以上,数据量大,分析处理费时费力。最大类间方差法作为一种典型的图像自适应阈值分割方法,在进行图像分割时,存在计算复杂度高、时间消耗多、分割精度低等问题。为提高裂缝识别效率,提出了一种基于遗传算法的OTSU煤矿井筒裂缝快速识别方法,遗传算法用来提高迭代求解速度和计算效率。实验结果表明,本文方法不仅能缩短运算时间30%以上,而且能够快速准确识别井筒裂缝病害,提高井筒巡检的自动化程度。

煤矿竖井摆动式安全门的研制

根据现场情况,研制了竖井摆动式安全门,介绍该安全门的基本结构、工作原理和技术参数,使用表明,该安全门结构合理,工作安全可靠。

反井钻机立架机构的优化设计

对立架机构作受力分析,在钻机立架和放躺起始点,分别推导出连杆受力的数学表达式,并以此作为目标函数,用计算寻优,求出最佳参数。用该方法设计的立架机构较原反井钻机的伸缩油缸立架机构,新立架机构不仅制造简单、成本低,而且在钻架竖立和放躺过程中运行平稳、安全可靠、操作简单。

井筒刚性装备6m罐梁层间距的研究

分析６ｍ罐梁层间距井筒装备水平力的特性、结构的特性和影响可靠性的因素，提出了装备损坏模式和可靠性指标确定方法。