下沉式竖井掘进工法在软土地区的应用研究

城市地区的深层地下管网建设产生了大量超深竖井建设需要,而传统施工技术难以同时满足超深竖井施工低影响、高效且节约的需求。为此,本文介绍了一种新型施工技术——下沉式竖井掘进工法(VSM),与沉井工法、地下连续墙围护开挖工法等传统施工方法相比,该工法具有施工速度快、环境友好、工程造价低等优点。通过对VSM工法特点的总结,探讨了基于该工法的超深竖井设计要点。该工法应用于软土地区时,应注意需要满足土体抗隆起稳定性及地基承载力要求。最后,介绍了上海软土地区首个采用VSM工法的超深竖井工程。对该竖井施工过程的监测结果表明,VSM工法在上海软土地区有较好的适用性,竖井开挖施工对周边环境的影响可满足上海地区环境保护等级为一级的基坑变形控制要求。

基于无网格法的风力发电机主轴强度仿真研究

风力发电机主轴强度有限元分析存在复杂且耗时的问题。为了提高风力发电机中传递载荷的关键部件—主轴的设计效率,以单SRB和双TRB两类机型的主轴结构为例,分析了无网格法在主轴装配体上的计算可靠性,及其在建模过程与计算时间上的优势,进而提出了一种利用无网格法提高迭代效率的主轴结构设计方法。首先,以含双列调心滚子轴承(SRB)或单列圆锥滚子轴承(TRB)的两类主轴装配结构为对象,建立了采用杆单元简化轴承建模的有限元模型;然后,基于外部有限元逼近法,建立了适用于三维原型的边界条件与接触关系,开展了无网格法建模研究;最后,在4种典型极限载荷工况下,计算了两类主轴无网格模型的变形与集中应力结果,并将其与业内公认的有限元强度分析方法的结果进行了对比,对主轴无网格法的适用性和有效性进行了验证。研究结果表明:与有限元强度分析方法相比,无网格法计算两类结构的最大位移相对误差在-6.06%~2.28%之间,主轴上的集中应力相对误差分别在-2.36%~2.94%及-6.71%~4.76%之间,两者结果较为吻合;由此可见,在保证刚度、应力准确的同时,无网格法的建模过程更加简便,且计算时间显著降低,可有效提高主轴的设计效率。

下霍矿新建回风井工业广场保安煤柱设计

为实现下霍矿新建回风井井筒稳定并减少压煤损失,提出将垂线法应用到保安煤柱留设设计中。根据新建回风井现场地质条件,确定垂线法在保安煤柱留设中的设计步骤,根据现场参数确定保护煤柱留设边界,给出边界点坐标并计算压煤量。通过垂线法确定的保安煤柱压煤量为189.7万t,压煤量相对较小,且满足回风井保护需要。

基于离散元法的立轴冲击式破碎机的破碎仿真

为了提高成品砂的品质,对立轴冲击式破碎机进行破碎仿真。通过仿真分析颗粒在立轴冲击式破碎机中瞬态的破碎过程以及破碎原因,探究转子直径、转子转速、入料粒径和入料量分别对颗粒甩出速度、破碎率和转子功率的影响规律,绘制颗粒甩出速度与破碎率之间的关系曲线,并验证仿真结果的可靠性。仿真结果表明:颗粒被转子加速后甩向破碎腔壁面并发生破碎,这是因为高速运动的颗粒与破碎腔壁面之间、颗粒与颗粒之间发生剧烈碰撞;破碎率随着转子转速和转子直径的增大而提高,随着入料量的增加而降低,随着入料粒径的增大先提高后降低;转子功率随着转子转速、转子直径和入料量的增大而大幅增大,而入料粒径对转子功率基本无影响;破碎率与颗粒甩出速度成正比关系,即破碎率随着颗粒甩出速度的增加而增加;仿真转子功率与实际转子功率基本吻合。以破碎率为首要指标,仿真过程中转子转速1600 r/min、转子直径1100 mm、入料粒径30 mm、入料量160 t/h为最优组合参数。

朱集矿主井井筒冻结壁厚度参数优化应用

冻结法施工技术在煤炭开采中应用极为广泛。有效的冻结壁参数设计不仅能够极大地减少施工量,加快施工进度,更能极大地降低施工成本。由于缺乏准确性,传统参数设计不能准确反应每段冻结壁的厚度。以朱集矿主井冻结壁设计为研究背景,运用权值分析法对冻结壁厚度参数进行优化。结果表明:优化后的参数更加科学、有效。

立轴锤式破碎机立轴侧拉力减载结构的设计与应用

通过对立轴锤式破碎机立轴侧拉力的计算,分析了立轴锤式破碎机主轴轴承易损的原因,设计了立轴锤式破碎机立轴侧拉力的减载结构,该减载结构减少了对主轴轴承的作用力,解决了主轴轴承易损的问题。

竖井横通道转正洞施工方案比选

针对城市地铁竖井横通道转正洞施工难度大、工序繁杂的特点,通过方案比选,提出竖井横通道转正洞采用大包施工工法。该工程现已顺利竣工,工程实践表明,大包法施工安全可靠,技术经济和社会效益显著,可供类似工程参考。

盾构始发辅助竖井及横通道设计探讨

始发竖井作为盾构施工中重要的构筑物之一,其设计方案的选择往往受到场地条件的制约,其设计方案的好坏直接决定后期的施工进度。对盾构始发辅助竖井及横通道设计进行探讨,根据现场实际情况,结合盾构始发辅助竖井功能的需求,对竖井结构形式和几种不同的横通道进洞方案进行了比选,提出了合理的施工方案,确保工程顺利完成。

潘三矿新西风井冻结法施工关键技术研究

基于潘三矿新西风井表土段整体稳定性差的特点,决定采用冻结法施工井筒,并进行冻结参数和冻结方案的设计。冻结结果表明:积极冻结期盐水温度均低于设计温度;冻结时间比设计时间提前7 d,冻结壁厚度和冻结壁温度达到设计值;冻结管工作状态正常,矿井正常施工未受到影响。

基于多元统计的竖井井壁安全评价模型研究

竖井井壁在复杂应力条件下的非采动破坏严重威胁着矿井的生产安全,如何准确、快捷评价其安全性一直是相关研究者们的关注重点。通过建立考虑应力-渗流-温度三场耦合的竖井井壁计算模型,结合正交试验设计原理和多元统计法,研究了大直径竖井井壁在非采动情况下的主要破坏形式,找到了主要影响因素。建立了一种安全性评价模型用于快速简捷地对工程对象进行预测和评估,可对井壁监测方案提供参考。最后利用文中方法对温家庄铁矿竖井工程进行了分析,验证了安全评价模型的可行性。

基于NX的立轴冲击式破碎机设计与仿真研究

介绍了立轴冲击式破碎机的结构及主要技术参数,分析了NX系统在设计中的优势,利用NX系统工程设计方法完成了立轴冲击式破碎机的三维数字化设计,并进行运动仿真和有限元分析。结果表明:NX系统提高了产品设计质量和效率,减少了设计缺陷,缩短了设计周期。

立轴冲击破碎机锤头磨损形式的确定

为研究立轴冲击破碎机锤头的磨损形式,在现有锤头磨损计算模型的基础上,结合赫兹接触理论和断裂力学,提出一种新的优化计算模型.通过离散单元法仿真分析锤头受力特性和颗粒运动特性,并与实验后的锤头表面微观形貌进行对比.实验结果表明:优化模型具有合理性,模拟仿真手段正确,具有可行性;并确定了冲击磨损是造成锤头磨损的主要形式.

电缆隧道圆形竖井结构设计方法研究

基于各行业规范中没有明确提及圆形竖井设计方法的现状,在进行相关规范解读分析的基础上,对比分析竖井侧压力、国内外规范中提到的圆形水平径向荷载的计算方法,并采用3种结构计算方法对实例进行分析论证,得出合理的结论。结果表明:竖井侧压力采用朗肯土压力计算公式;圆形水平径向荷载引入折减系数,该值为25%;荷载结构法采用主动荷载+被动荷载模式,推荐采用二维荷载结构法设计为主,三维荷载结构法及三维连续介质有限元法设计为辅的设计方法。

立轴冲击式破碎机导料板数量与破碎性能关联研究

根据立轴冲击式破碎机的结构建立转子与破碎腔的几何模型,应用离散元软件EDEM针对不同导料板数量进行仿真研究,探索不同导料板数量与破碎性能之间的内在联系。通过对颗粒运动轨迹及颗粒运动速度进行分析,分别研究了4种转子对颗粒的加速效果影响。结果表明:转子导料板数量为4时,颗粒二次加速后的峰值最高;而导料板数量为5时,高速颗粒所占比例最高,颗粒的破碎动能以及破碎效果最佳。该研究结果对转子结构的设计与工程优化提供新的视角与手段。

基于离散元法的立轴破转子磨损机制研究

为了深入研究立轴冲击式破碎机转子的磨损机制,将离散元仿真方法与表面磨损理论有效融合,以Archard模型及Rabinowiciz模型作为表面磨损计算模型嵌入离散元仿真程序EDEM中,建立了立轴破转子磨损仿真模型。通过分析不同工况下耐磨件的磨损形式及磨损量的特征,获得了各耐磨件的主要磨损特性及部分影响因素的作用机制。利用所述规律,可针对转子耐磨性能提升及耐磨材料的有效利用的改进设计提出指导性意见。

垂直轴风力发电机主轴结构优化设计

在全面分析垂直轴风力发电机主轴结构和受力的基础上,运用ANSYS Workbench建立垂直轴风力发电机主轴的参数化有限元模型。以主轴的强度和刚度为约束条件,以主轴质量最小为目标。对主轴的内径、支承跨距、轮辐与支承的距离和轮辐跨距进行了优化计算。并对优化前后结果进行了对比分析。计算结果表明:垂直轴风机主轴结构优化后,在保证各项力学性能的前提下,主轴质量得到较大幅度的减小。从而降低了主轴的生产成本,提高了垂直轴风力发电机的市场竞争力。

超深冻结立井井壁结构设计

通过对核桃峪矿井副立井及回风立井所穿特殊地层的研究分析,确定了井筒采用冻结法施工。基于该矿两井筒冻结深度大、地质条件特殊,提出超深冻结立井外层井壁设计时基岩冻结压力应综合考虑、内层井壁荷载计算应考虑含水层静水位及载荷折减系数的影响、整体浇注壁座安全设置方法以及超深冻结立井井壁结构设计应考虑的因素。

水轮机主轴的有限元分析及优化设计

本文根据大型水轮机主轴的结构特点与载荷性质,利用周期性对称条件将其他为二维问题,并在用平面等参元作结构分析的基础上,依据复合形法进行了优化设计·本方法已被某大型水轮机设计所采用,且获得了节省原材料20％的效益·

对特大型矿井主井开拓方式选择的探讨

以察哈素矿井开拓方式为例,提出主斜井方案、主立井(1个主井)方案、主立井(2个主井)方案,通过技术经济比较分析,发现具有类似于察哈素矿井建设条件的新建特大型矿井主井,采用斜井开拓方式相对于立井开拓方式优势明显,应该优先采用斜井。

立轴冲击式破碎机主抛料头载荷研究

转子是立轴冲击式破碎机的主要工作部件,而主抛料头是转子上磨损最为严重的零部件,通过分析立轴冲击式破碎机结构和工作原理的基础上,进行了转子的Solid Works三维建模。通过将模型导入ADAMS中进行动力学仿真,模拟破碎机在运转中物料的抛出过程,得到了转子上主抛料头随转速的不同变化所受最大冲击力和平均冲击力。仿真分析表明,转速是影响立轴冲击破碎机破碎质量和效率的重要因素,但破碎效果不总是随着转速的提高而提高,还会加剧主抛料头的磨损;1400-1500r/min以及1600-1750r/min是主抛料头受力均衡,转子能获得平稳运转的转速区间;此外,为了全面兼顾破碎机的破碎质量、效率以及使用寿命,降低最大冲击力的值和频率是至关重要的,因此既需要考虑转子结构及相关参数的优化,还要分析进料粒度均匀性的影响。