Operator health risk evaluation of off-highway dump truck under shovel loading condition

To evaluate the operator health risk exposed to whole-body vibration(WBV) while the electric-shovel loads the ore on the truck body, the semi-truck mathematical model and 3-D virtual prototype were built to simulate the high shockwave of truck cab under the shovel loading. Discrete element method was utilized to accurately estimate the impacting force on the truck body. Based on the ISO 2631-5 criteria, the Sed is about 0.56 MPa in both models, which means that the dump operators have a high probability of adverse health effects over long-term exposure to these vibrations. The 4-DOF operator model was built to investigate the biodynamic response of seated-human body exposed to WBV in terms of the transmission of vibrations through the body. The results show that the response peak is in the frequency range of 4-6 Hz corresponding to the primary body resonant frequency.

大型矿用自卸车厢斗装载程序分析及力学特性研究

自主装卸是智能矿山建设中亟待突破的关键技术,电铲-矿用自卸车合理的装载程序能够显著降低电铲装卸作业难度,降低复杂动态载荷对厢斗力学性能的影响。以某型号矿用自卸车厢斗为研究对象,依据厢斗容量标定方法建立了厢斗的堆装模型,确定厢斗堆装容积;分析了厢斗安装特点及结构特征,结合现场实际装载经验,提出了三种不同的装载程序,并利用离散元方法对三种装载程序进行仿真分析,研究不同装载程序下厢斗装载量、物料均匀性及底板承受的压力等;在此基础上,通过仿真分析研究厢斗满载工况下的力学特性。结果表明,在厢斗装载过程中将装载位置放在厢斗满载重心及前侧位置可提升装载量,各铲装载位置尽量靠近厢斗横向方向的中轴线,本文提出的装载程序二的装载量最大,物料可通过自身堆积特性装满厢斗,并在厢斗内部的均匀性更好,且物料装满后厢斗底板的总压力最小,当满载后厢斗的最大变形量为7.50 mm,最大应力为326.85 MPa,满足刚度、强度设计要求。

装载冲击下矿用自卸车油气悬架减振特性分析

油气悬架具有良好的缓冲减振作用,被广泛应用于矿用工程车辆。为解决矿用自卸车单气室油气悬架在装载冲击工况下刚度过高导致悬架和车身部件易损坏的问题,设计了一种新型两级压力式油气悬架,利用AMESim仿真平台建立了两级压力式与单气室油气悬架模型,通过实验验证模型的准确性,并对比分析了2种悬架在逐次装载过程中的减振特性。结果表明,相比于单气室悬架,两级压力式油气悬架的油缸压力峰值降低0.19 MPa,活塞压缩行程的最大位移增加0.026 m,加速度功率谱密度峰值降低29.6%,两级压力式油气悬架的振动强度较弱,减振吸能特性较好,为工程车辆油气悬架系统设计提供了参考。

含水排土场蠕变特性及长期强度研究

为揭示排土场岩土体蠕变特性及长期强度,采用ZLB-1型三联蠕变直剪蠕变仪,以分级加载形式开展一系列试验,研究不同含水率和固结压力下,岩土体蠕变特性及长期强度变化规律。试验结果表明:15%~39.2%(饱和)含水率范围内,排土场岩土体显示为非线性蠕变,且随着剪应力增加,蠕变曲线分别呈现衰减蠕变、非稳定蠕变及加速蠕变,直至试样发生破坏;施加剪应力瞬间发生较大瞬时应变,并随剪应力增加而变大;长期强度指标与含水率呈现指数递减趋势;对比15%含水率试样,饱和含水率下排土场岩土体长期强度指标中黏聚力降低66%,内摩擦角降低69%,其变化规律满足指数拟合公式。研究成果可为同类型含水排土场稳定性计算提供基础数据。

基于矿区运输的自卸车板簧承载强度分析

自卸车在矿区进行运输作业时,因路况复杂,存在重载上坡、下坡的情况,所以对悬架系统的刚度要求比较高。为保证矿区自卸车安全和稳定的行驶,通过对自卸车板簧的材质、承载、受力、路况等方面分析,计算板簧刚度、平均应力,辅助使用强度分析软件CATIA、Hyperworks、Optistruct进行数据建模,得出板簧强度在不同条件下的表现及满载载荷下各板簧推荐值,为其运营和维护提供理论参考。

轮斗挖掘机+自卸卡车连续采煤开采工艺在哈密一矿的应用

为解决哈密一矿轮斗挖掘机+前装机+自卸卡车间断开采工艺二次倒运带来的环保差、效率低、成本高等问题,拟采用轮斗挖掘机+自卸卡车连续采煤开采工艺;介绍了工艺设备和作业参数,重点论述轮斗挖掘机向自卸卡车智能对准装车系统,并进行了经济指标测算。结果表明:轮斗挖掘机可与自卸卡车进行匹配,并实现智能对准装车,形成高效的、环保的连续采煤工艺,有效解决原煤二次倒运;实现轮斗挖掘机+自卸卡车连续采煤工艺后,累计节约成本588.0元/a,生产效率提升10%。

西沟矿南排土场稳定性控制技术研究

根据西沟矿南排土场现有地形、地貌,结合露天采矿进度及道路运输,设计采用自上而下、由东向西推进进行逐层剥离,通过对排土场边坡主要技术数据的实时监测监控、巡线员数据的实时查询、监测数据的智能分析等,实时了解该边坡安全状态并做出预测预警,为边坡稳定性控制决策提供依据。

一种自行式智能装车机组研制

结合某港口散货火车线受场地条件和火车线长度限制,港内建设专业化装车楼难度大、装卸货种多等实际问题,研制了一种自行式智能装车机组,开发了多机种多车协同作业系统,实现了散货不落地装火车工艺。该工艺可同时进行火车卸车作业和火车装车作业,作业方式灵活,适用性强。

基于CNN-LSTM的重型自卸车侧翻预警模型

为解决重型自卸车的侧翻预警问题,基于CNN-LSTM神经网络构造了重型自卸车的侧翻预警模型。利用Trucksim与MATLAB/Simulink搭建了重型自卸车仿真模型,以横向载荷转移率等于±0.85为侧翻阈值,提取了不同工况下的车辆运行参数,利用车辆运行参数,训练CNN-LSTM重型自卸车侧翻预警模型,并分别与基于CNN、LSTM搭建的预警模型对比。结果表明:CNN-LSTM重型自卸车侧翻预警模型预测准确率为98.31%;感受性曲线的曲线下面积为0.999,高于由单一神经网络所搭建的侧翻预警模型。

融合点阵拓扑优化法和熵权法的铲运机外观设计

为更好地指导矿山开采大型机械设备的创新设计,归纳铲运机外观特点,提出点阵拓扑优化法和熵权法(EWM)设计、评估铲运机外观。首先,通过点阵拓扑优化法设计铲运机外观,使用层次分析法-熵权法(AHP-EWM)对评价指标赋权,搭建层次准则模型;其次,通过调研归纳出创造性指标、美学指标、功能性指标、经济性指标、技术性指标5个指标并建立评价体系;然后,运用层次分析法(AHP)对一级指标主观赋权,通过EWM分析二级指标的客观权重,依据python计算灰色关联度、多属性决策分析权重(CRITIC)、独立性权重、模糊综合评价法和逼近理想解排序法、理想点法(TOPSIS法)5种方法的权重,通过对比分析并验证AHP-EWM的可行性;最后,基于指标权重与方案得分优化备选方案设计,并使用最小支持向量机(LSSVM)来验证模型。结果表明:使用LSSVM模型进行回归分析,其决定系数达到0.93以上,均方误差在0.01以内,明显优于传统模型且精度较高,验证点阵拓扑优化法和EWM相结合的优化决策模型。

变流器控制的背压式抽汽汽轮机应用研究

以中国首台投产的变流器控制的BEST(背压式抽汽汽轮机)小机在超超临界二次再热机组中的应用为研究对象,描述了BEST小机的控制运行方式,并针对BEST小机在调试过程中出现的问题进行了分析,如变流器控制方式下超负荷、BEST小机甩负荷时给水流量波动大、BEST小机从小汽轮机电液控制系统方式切换至变流器控制时跳闸等。通过运行参数及控制方式的调整,如提高小机背压、减缓小机调门动作幅度及增加转速信号采集时间等,最终有效解决了问题,使BEST小机进入节能高效的调门全开控制方式。在后期机组变负荷过程中,小机给水流量、抽汽回热系统及小发电机功率均能正常匹配,可为同类新建机组提供参考。

基于有限单元法自卸车货箱不同工况承载分析

自卸车货箱承载特性分析是整车设计和轻量化等研究的基础。建立货箱有限元模型,对举升工况和运行工况承载进行分析;对货箱挡板和底板承载进行分析;基于有限元模型,对6种静态工况和3种瞬态冲击工况进行分析,获取各工况的应力分布,获取应力最大分布位置;采用实车应变测试,对应力最大位置进行测试,对仿真分析进行检验。结果可知:静载工况下,货箱应力分布不均匀,大部分位置应力小于200MPa;满载下坡不平路面紧急制动工况,高应力区域比较集中,出现在货箱举升铰接座附近,最大值约为257MPa;各种工况下,侧板最大应力值总是出现在侧板中部,最大值不超过150MPa;货箱底板能够承受冲击物质量为11000kg的矿石冲击,瞬态最大应力值为225MPa,满足许用应力要求;实车测试货箱举升铰接座、货箱底板中心处的应力分别为:266.2MPa、235.44MPa,与仿真值误差小于5%,表明有限元分析的可靠性,同时验证了模型的准确与可靠性,为此类研究提供参考。

矿卡举升液压系统提升可靠性的设计方法与应用调试

针对非公路矿用自卸卡车举升液压系统,分析了其液压元件在设计和调试过程中,有助于提升系统可靠性的要点,提出了现场对系统问题调试的解决方案,为以后设计调试过程提供了参考。

石头梅露天煤矿南帮边坡失稳因素及治理措施

为了提高石头梅露天煤矿采场南帮边坡的稳定性,基于采场南帮勘探资料、现场踏勘及边坡监测数据分析,探讨了南帮边坡失稳影响因素及治理措施。结果表明:优化边坡角是提高边坡稳定性的关键;通过采取边坡上部削坡减载、下部内排压脚、降低边坡角、降低动载荷等措施,可有效提高采场南帮边坡稳定性,消除采场南帮边坡滑坡隐患,保障煤矿安全生产。

抽水蓄能电站过水系统建模及过渡过程计算分析

通过对某抽水蓄能电站过水系统进行二端口网络建模,运用B样条拟合方法对水泵水轮机转轮拟合,搭建过水系统及机组水力模型,并将新模型的计算结果与真机试验数据进行比对分析,验证了此模型及方法的有效性,为抽水蓄能电站过渡过程研究提供了一种新的方法。

土方车作用下基坑栈桥等效均布活荷载分析

土方车是基坑栈桥承受的主要活荷载,对栈桥的响应起控制作用。目前我国尚无土方车作用下栈桥桥面板与梁的等效均布活荷载的相关规定,多数工程以工程经验作为技术方法,指导性较差,严重影响了工程的造价和安全。为了研究土方车对栈桥的作用效应,结合实际工程,建立了有限元模型,并通过最不利荷载布置,对钢筋混凝土栈桥桥面板与主梁的等效均布活荷载进行了取值;对比分析了2种等效均布荷载的计算方法,并引入修正系数,进而提出了修正后栈桥桥面板等效均布面荷载的计算公式;基于最大内力准则和内力包络准则,综合分析了栈桥桥面板的不同宽度、厚度和长宽比对主梁等效均布活荷载取值的影响。该研究成果可为实际工程提供参考。

钼矿山排土场周边淋溶水系统治理工程实例研究

针对某钼矿山排土场周边淋溶水污染问题,通过排土场雨污分流降低淋溶水量,并采用“曝气氧化+三级中和加载沉淀+改性海砂过滤”组合工艺对收集的受污染淋溶水进行处理。介绍了雨污分流及污水综合利用工程情况及应用效果。经系统治理后的淋溶水,水质可稳定达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)III类水标准中更高标准,替代部分新水回用于生产各个环节。实现了排土场酸性淋溶水的减量及综合利用,改善淋溶水对环境影响的同时提高了矿山水资源回用率。

7kA半个衰减正弦波闸流管脉冲成形瞬态特性研究

对合肥电子储存环注入系统新冲击磁铁脉冲发生装置中充氘闸流管脉冲成形主回路进行了较细致的分析，建立了基本电路模型并进行了仿真计算，针对其不足建立了具有反向能量吸收电路及负载消尖峰电路的脉冲成形电路模型，对该电路也进行了分析和仿真计算并将结果与基本电路进行了比较，最后给出了实测波形．

排土场与爆破荷载共同作用下的露天矿边坡稳定性分析

目前排土场对露天矿边坡稳定性的影响和动力荷载对露天矿边坡稳定性的影响,大多是被分别研究的。这样做难以真实反映露天矿边坡实际受力状态。基于此,对排土场和爆破荷载共同作用下露天矿边坡稳定性进行研究。首先,通过室内试验确定岩体参数,分析露天矿边坡在排土场和自重情况下的变形特征,并以此为初始状态,采用Ansys/ls-dyna的隐式-显式分析功能,研究其在爆破荷载作用下的岩体的响应特征。其次,验证新疆某露天矿排土场距离设置是否满足开采要求。结果表明:该露天矿边坡未出现明显破坏特征,整体处于稳定状态,该排土场距离设计合理;研究结果与工程类比分析结论一致。

超高台阶排土场建设决策研究与实践

建设超高台阶排土场是减少国土矿业破坏的重大举措,基底承载、稳态分析、泥石流、土场水患是建设决策关键。创新研究建成了厂坝七架沟400 m高台阶大型排土场,发展了高台阶土场基底承载机制与土场极限堆高确定技术、相应稳态分析技术、控制微粒细粒料源的土场泥石流扼制技术,建成了我国第一个土场底部泄流体。成功实践后又在南芬庙儿沟超大型土场应用与深化,收效卓著。可供借鉴。