Anchoring mechanism and application of hydraulic expansion bolts used in soft rock roadway floor heave control

Comparing with the resin bolt, the hydraulic expansion bolt has different anchoring mechanism and application advantage. According to the working mechanism of the hydraulic expansion bolt, its anchoring force is expressed in four forms including support anchoring force, tension anchoring force, expansion anchoring force and tangent anchoring force, and their values can be obtained on the basis of each calculation formula. Among them, the expansion anchoring force, which is the unique anchoring force of the hydraulic expansion bolt, can provide confining pressure to increase the strength of rock. Aiming at solving the problem of stability control in the soft rock roadway in Jinbaotun Coal Mine which has a double layer of 40 U-type sheds and cannot provide enough resistance support to control floor heave, the study reveals the mechanism of floor heave in the soft rock roadway, and designs the reasonable support parameters of the hydraulic expansion bolts. The observed results of floor convergence indicate that the hydraulic expansion bolts can prevent the development and flow of the plastic zone in the floor rock to control floor heave. Research results enrich the control technology in the soft rock roadway.

基于双重介质渗流-应力耦合模型的高压压水试验渗透参数反演

高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律,利用渗流-应力耦合数值模型结合工程现场高压压水试验数据进行参数反演,计算得到不同压力阶段下灰岩岩体渗透率。主要结论如下:发生水力劈裂前,随着注液压力的增大,渗透率及孔隙水压力在不同压力阶段之间分界明显,渗透率反演值与规程公式计算值相近;发生水力劈裂后,岩体渗透率增大约2倍,孔隙介质渗透率和通过的流量出现陡减现象。

基于无模型自适应迭代学习的液压锚杆钻机转速控制

针对存在参数不确定、非线性约束液压锚杆钻机回转系统的转速高精度控制问题,利用钻机作业的重复性,提出了一种基于无模型自适应迭代学习的液压锚杆钻机回转系统转速控制方案。首先,搭建钻机回转控制系统关于转速的状态空间模型。其次,利用动态线性化技术,构造钻机回转系统液压马达与伺服阀电流在迭代域的等价线性映射关系,并根据系统采集的历史伺服阀电流输入、液压马达转角输出数据,提出无模型自适应迭代学习转速控制设计方法。然后在理论上给出液压锚杆钻机回转系统转速跟踪误差沿数据方向以及重复作业方向的渐近收敛性。最后,利用MATLAB软件和AMEsim平台联合仿真验证算法的有效性。结果表明,相比于传统PID算法和迭代学习控制算法,所提出的算法在不需要已知锚杆钻机系统模型的情况下,能够仅利用可测数据实现钻机转速的高精度控制,并且在面对突加外部干扰、油温波动情况下仍具备良好的自适应、抗干扰能力。

油井封隔器内微型液压系统设计与仿真

封隔器是石油开采设备中重要的组成部分,其性能优异会直接影响到开采的进行。而传统封隔器采用机械式方式进行坐封,并依靠橡胶胶筒的自身回弹力进行解封。但在极端情况下,容易出现由于坐封力过大而造成封隔器胶筒发生压缩破坏,解封时胶筒损坏而无法回弹的情况。为此,设计了一种微型液压系统,可实现液压封隔器压紧力与解封力的协调控制及精确调节,保证封隔器实际工作中的安全可靠。搭建AMESim系统仿真模型,模拟运动过程中的坐封与解封过程,研究吸油处流道阻力、出口负载情况、柱塞泵的转速情况以及滑动缸内闭死容积等因素对液压系统动态特性的影响。最后对液压系统的参数进行优化。结果表明,采用微型液压系统入口增压、提升转速、减小吸油处流道阻力等措施可以提高整体系统的响应速率。

CMM2-28Y型煤矿用液压锚杆钻车在伯方煤矿中的应用

传统采用气动锚杆钻机进行井下锚网支护的安全性能差、支护效率低、劳动强度大,且其最大扭矩力不能满足顶板锚杆扭矩力要求。为提高掘进工作面锚网支护质量,伯方煤矿在3306回风顺槽成功引进CMM2-28Y型煤矿用液压锚杆钻车,该钻车具有钻进功能全面、安全性好、工作效率高、工人劳动强度低等优点,应用前景广阔。

基于一起事故的电动液压锚机使用与维保措施

电动液压锚机在现代商船上是非常重要和常见的艏系泊设备之一。本文结合一起锚机事故案例,分析事故原因,提出使用与维护保养要点。

电力密封技术对液压系统性能的影响与改进

针对液压系统封隔器,研究采用聚醚型聚氨酯弹性体制作井下液压封隔器的胶筒、密封圈、垫片等密封件,并添加防突部分,进一步提升封隔器密封性能;引入入口增压进一步提升液压系统的性能。聚醚型聚氨酯弹性体制备的封隔器胶筒的拉伸强度、断裂伸长率和压缩永久变形率在经过15天浸泡后分别为37 MPa,490%和52%,性能优于天然橡胶。相比于不带防突结构的封隔器,带防突结构的封隔器的接触面应力更大,对液压系统封隔器的性能产生了显著的积极影响。引入入口增压后,液压系统的高压腔压力和活塞位移分别提高了4.6%和8.9%。结果表明,通过优化密封结构、改进密封材料和提高密封技术水平等措施,可以有效提高液压系统的压力稳定性、系统响应稳定性以及密封性能,为液压系统性能改进提供了新思路和方法。

矿用掘进机机载锚杆设备液压系统及防护方案研究

为了保证井下巷道掘进时的安全性,对全断面矩形掘进机机载锚杆设备液压系统进行了分析,并针对设备特点对安全防护方案进行了研究,解决了在操作过程中易出现误动作的问题,提升了掘进机作业的安全性。根据研究,该掘进机机载锚杆设备液压系统的工作稳定性高、可靠性高,能够保证巷道掘进作业的安全性能。

海上油田分层防砂分层注聚技术工艺优化

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚筛管采用倒梯形缝状结构,表面双疏涂层,自洁不堵塞,流通量提高25%~40%;优化环空安全阀过流通道使内外管环空过流面积增加3.3倍;优化液控封隔器结构,使胶筒肩部受力减小12.6%,坐封活塞面积增加0.78倍,解封后环空面积增大1.5倍。该技术已在海上油田成功应用35井次,井筒黏度保留率达93%,提高5%,平均注入压力下降1.1 MPa。该技术对油田海上、陆地化学驱区块的长效注采开发具有一定的示范指导作用。

水利插板桩内力计算方法探讨

针对目前缺乏水利插板桩护岸内力计算方法的问题,探讨和分析了插板桩计算原理,推导了插板桩挡土板和锚固桩的内力及位移计算公式,并以江苏省南通市某河道护岸为例进行了验算。结果表明:所推导的公式力学意义明确,公式相对简单,便于设计人员计算,可为类似工程设计提供参考。

基于GMS-MODFLOW的露天矿地下水流量预测数值模拟研究

某露天矿区地下水分布主要受岩体断层、裂隙等地质结构主导,开采过程中将对边坡稳定性和矿坑内排水产生影响。为预测矿区地下水量和矿坑排水条件,采用多段封隔器压水试验和变水头压水试验对岩质边坡岩体水力传导系数进行分析。在构建矿区水文地质概念模型的基础上,运用GMS软件MODFLOW模块建立了矿区岩体三维有限差分数值模型,研究了非饱和-饱和渗流模型中稳态和瞬态条件下地下水量动态变化,阐述了边坡降雨入渗导致地下水位上升和饱和区形成发展过程,分析了敏感条件下矿区地下水位分布变化,提出了按照开采深度进行不同的矿坑排水管理策略。

掘锚机钻机系统液压回路管路优化设计

通过对EBZ260M掘锚机钻机液压回路的零部件装配工艺以及连接管路进行研究,使用管端一体成形工艺的高压钢管、滚珠轴承旋转接头等零部件,从生产工艺、装配、管理角度,针对掘锚机钻机回路的连接管路进行优化,增强管路连接刚度,降低了接头预装力矩,避免胶管过度扭曲,实现掘锚机钻机系统液压回路管路的标准化生产和装配。

巷道掘进液压锚杆钻机自动控制系统设计

针对煤矿巷道掘进液压锚杆钻机作业中存在的自动化程度不高、作业效率较低等问题,提出以PLC技术为基础的液压锚杆钻机自动化控制系统。该系统可实现对锚杆钻机的自动化控制,具有操作简单、性能稳定等优点。该系统由PLC、变频器、传感器和执行机构等部分组成,其中PLC负责接收传感器信号并控制变频器工作,以保证传感器工作的准确性和稳定性;传感器负责采集液压锚杆钻机工作时所处位置的温度和压力信息,并将这些数据传递至执行机构来完成锚杆钻机的自动钻进和回退操作。试验结果表明,在应用该系统后,锚杆钻机工作效率明显提升,有利于进一步缩短施工周期。

工作面回采巷道超前支护及位移监测

为解决工作面回采巷道采用单体液压支柱进行超前支护所存在的劳动强度大、回采效率低以及钻底的现象,在对9号煤层所属工作面地质条件以及原支护方案对应的支护效果进行综合评估的基础上,通过理论计算得出了强化锚索的支护方案;最后,通过实践生产验证了工作面回采巷道超前支护所采用的单体液压支柱和强化锚索对应的巷道围岩的控制效果。

大吨位预应力锚固技术在落久水利枢纽泄水闸闸墩中的应用

随着预应力锚固技术的不断发展,单束预应力锚索设计锚固力也在逐步提高,大吨位预应力锚固技术更广泛地应用于水利水电工程泄水建筑物闸墩建设中,使大孔径、高水头泄水闸的布置型式得到有效的发展,有利于窄河床、大泄量的泄水建筑物的布置。本文详细地介绍了广西落久水利枢纽泄水闸闸墩预应力锚索的设计及施工要求。

煤矿井下液压锚杆钻机钻臂定位控制方法

由于煤矿井下的恶劣工作环境和钻臂动力学特性的复杂性,传统的固定参数控制方法难以确保稳定且精确的控制。特别是在控制信号传输过程中,抖振现象的出现不仅影响控制精度,还可能导致系统的不稳定。为此,提出一种煤矿井下液压锚杆钻机钻臂定位控制方法。通过建立液压锚杆钻机钻臂位移系统模型,设计死区预补偿器减少控制信号抖振,并结合自适应滑模控制器与金豺优化算法优化控制参数,实现液压锚杆钻机钻臂的定位控制。实验验证,该方法显著提升了钻臂定位精度,特别是在水平和转角控制上,即使在干扰环境下也能保持低稳态误差。

液压锚杆钻车钻架结构优化设计和分析

为解决现有的液压锚杆钻车改造导致成本和质量增加的问题,提出了钻车钻架结构优化设计。基于ANSYS Workbench对钻架结构进行优化设计,根据优化设计结构进行有限元分析。结合有限元仿真分析结果验证优化钻车钻架优化前后的力学性能及疲劳寿命,最终得出本次优化可行。

锚杆钻车钻臂液压系统的设计及仿真分析

为保证锚杆钻车稳定工作,提高生产效率,设计了钻臂液压系统。根据锚杆钻车钻臂结构,对钻臂液压系统进行了总体设计,为液压系统各元件确定型号,基于液压系统设计,在AMESim软件中搭建了液压系统模型进行仿真分析,为锚杆钻车钻臂液压系统的性能改进提供了理论参考。

综采工作面快速回撤工艺安全性的优化应用

为解决煤矿综采工作面因回撤通道的布置不合理、对应支护工艺的设计不合理导致综采工作面的回采效率降低且在工作面回撤期间出现顶板下沉、冒顶等事故的问题,以1108综采工作面为例,在对其顶底板条件和相对位置分析的基础上,研究回撤工艺中末采挂网工艺、支护工艺以及液压支架回撤工艺。该研究成果可指导1108回撤工艺的具体实施。

巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案研究

针对雅店煤矿深部高应力地质条件下巷道围岩大变形难题,以雅店煤矿ZF1407工作面为工程背景,分析得出巷道围岩大变形的主要因素为高应力作用、巷道掘进和回采影响。提出巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案,方案采用浅部高强度锚杆索支护、深部压裂卸压及破碎围岩注浆加固协同控制的方法,并进行理论论证和现场设计实践,通过观测方案实施后井下围岩情况与矿压监测情况。监测结果表明,方案实施后巷道变形量减小,工作面来压稳定,锚杆、支架受力情况得到明显改善。巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案可以有效解决雅店煤矿深部复杂困难条件下的巷道支护问题,保证巷道支护安全稳定。