Case study and design of steel set support for aged belt entry rehabilitation

In order to access remote reserve areas, some U.S.coal mines have to maintain aged underground entries for a great distance.However, high humidity, warm temperature, and time dependent deterioration can cause progressive roof deterioration and unexpected roof falls, and pose a great challenge to ground control engineers.With an active belt structure in place and limited space, re-bolting becomes very costly, less effective,and, sometimes, impractical and unfeasible.To gain long-term entry stability and serviceability, operators typically rehabilitate the aged belt entries by installing standing steel set supports.In the last several years,Keystone Mining Services, LLC,(KMS) has assisted many coal mines with their belt entry rehabilitation projects, evaluated the ground condition of various aged belt entries, and designed different standing steel set support systems.This paper presents a case study of a large-scale roof fall that occurred at an aged belt entry in a mine located in an eastern coalfield, analyzes root causes of excessive deformation of square sets that were installed in an adjacent entry, evaluates the adequacy of an existing rehabilitation square set, and develops remedial recommendations for future rehabilitation practice.Based on the case study, the paper outlines design guidelines for rehabilitation steel sets that include field evaluation, engineering considerations, design assumptions, steel structural analysis, and field installation quality control.

Principles of X-Ray Non-Destructive Testing for Steel Wire Ropes in Conveyer Belt

The principles of X-ray Non-destructive testing (NDT) for steel wire ropes buried in conveyer belt is described in the paper. The mathematical model for calculating the effective cross section of wire ropes has been developed. The test data on steel wire rope samples of various types are presented,which have been compared with the National Standard. And this calculation model for the effective cross section is very important to the prediction system for transverse failure of conveyer belt.

国产溶聚丁苯橡胶在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用

研究国产溶聚丁苯橡胶(SSBR)在半钢子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明:与进口SSBR胶料相比,国产SSBR胶料的硫化特性、物理性能和耐臭氧老化性能相当;成品轮胎的高速性能和耐久性能均通过测试,滚动阻力相当,干地和湿地制动性能可满足使用要求,且可降低材料成本。

加长加宽的PEMFC电堆应力分布一致性仿真与优化

质子交换膜燃料电池可以通过扩大电堆的活性区域反应面积来获得更高的功率,但电堆反应面积扩大后,容易导致膜电极应力分布的不均匀性增加,从而引起燃料电池电化学性能的下降.为此,本研究设计了4种不同结构尺寸的燃料电池电堆,结合等效刚度模型法和有限元软件,分析了扩大反应面积的电堆结构对膜电极应力分布均匀性的影响,并进一步优化电堆内钢带的安装位置,以提升电堆内部接触压力分布均匀性.研究结果表明,膜电极接触压力分布的均匀性对反应区域宽度的变化较为敏感,当活性区域尺寸加宽,电堆内部活性区域的平均应力标准差增加了23.2%.而当活性区域加长,或同时加长和加宽时,相应增加一根捆扎钢带使电堆内部活性区域的平均应力标准差分别减小了8.6%和8.7%,表明适当增加捆扎钢带的数量可以提高电堆内部接触压力分布的均匀性.此外,钢带位置优化结果显示,电堆外侧钢带越靠近端板侧面时,电堆内部活性区域的应力分布越均匀.

基于漏磁检测的钢绳芯输送带励磁结构优化设计

为提高钢绳芯输送带无损检测装置的励磁效果,提出了一种将轴向励磁和径向励磁相结合的励磁装置结构,基于理论模型和有限元分析对新励磁结构关键参数做了优化设计。仿真结果显示,优化设计后,新励磁结构相较于传统结构增加了钢绳芯内部磁感线密度,钢绳芯输送带最大磁化强度提高约4.18%,饱和励磁长度提高约21.28%,励磁效果优于传统励磁结构。

钢丝绳芯传送带损伤的漏磁检测

钢丝绳芯传送带是用于输送物料的高强度传送带,广泛应用于采矿、建筑、冶金等领域,其在长时间运行后,内部钢丝绳会出现断丝、磨损等缺陷,影响生产安全。基于漏磁检测技术开展了钢丝绳芯传送带的损伤检测,首先建立了含有不同类型和不同截面积损伤的传送带漏磁检测有限元模型,分析了缺陷漏磁场空间分布特性和变化规律,然后在实验室条件下开展传送带漏磁检测试验,采用滑动平均降噪与小波降噪相结合的方法对检测信号进行降噪处理,降噪后的信号能够清晰地显示出缺陷损伤严重程度。仿真和试验结果表明,漏磁检测技术能够检测出钢丝绳芯传送带中不同类型和不同截面积的损伤,能够为传送带使用和维护提供决策依据。

1×1钢丝帘线的开发与性能探讨

开发1×1钢丝帘线,并研究其性能。结果表明:采用校直器校直和加捻反扭两种工艺均可以得到符合设计要求的1×1钢丝帘线,校直器校直的钢丝帘线残余扭转更稳定,而加捻反扭的钢丝帘线直线性更好;在材料确定的情况下,1×1钢丝帘线的弯曲刚度和低负荷伸长率主要与直径相关,而与强度关系不大;在1500 MPa试验压力下,1×0.30ST钢丝帘线的亨特疲劳性能比2×0.30ST钢丝帘线更好。

复合管泄漏监测系统研制与应用

为提高YB气田钢带增强型污水输送复合管的完整性,提出了一种针对钢带增强型污水复合管泄漏的监测方法。该方法依据管地电位阶跃判定管道是否泄漏,首先在管线上安装发射机,给管线和输送液体施加一定的电信号,在管线上每隔一定的距离安装接收机,监测管线管地电位值,并通过4G实时传输至物联网平台,在监测大屏进行实时显示;根据接收机处的管地电位值是否发生阶跃判断管线是否泄漏并判断泄漏区间,同时发送报警信息。利用该技术对YB气田钢带增强型污水管线进行泄漏监测模拟试验,试验结果证明:模拟泄漏时,接收机电压发生阶跃,能发送泄漏区间报警信息。由此可知,基于物联网的钢带增强型污水复合管泄漏监测方法可以监测泄漏并预警,有推广价值。

预应力钢带加固震后受损框架的抗震性能试验研究

首先以1∶2的缩尺比例设计并制作了一榀单跨三层的钢筋混凝土框架试件CF。对试件CF进行拟静力加载,以模拟水平地震作用。待加载结束后,先对试件CF中受损处混凝土进行修复,再采用预应力钢带在其梁端、柱端以及节点处进行加固,形成震后加固试件SCF,最后对试件SCF再次进行拟静力加载。通过观察两个试件的裂缝发展,对比分析2个试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度及耗能性能,研究了预应力钢带对震后框架结构的加固效果。结果表明:与试件CF相比,震后加固试件SCF的承载力并没有明显下降,承载力退化和刚度退化均有所减慢。试件SCF、CF在极限点的最大层间位移角分别是1/23、1/41,说明采用钢带加固可以提高结构的延性和变形能力。试件SCF在3个特征点(屈服点、峰值点、极限点)处的累积耗能量分别达到试件CF相应累积耗能量的7.1、3.1、2.5倍,体现了良好的耗能能力。

巨型全钢工程机械子午线轮胎带束层拉伸的原因分析及改善措施

对巨型全钢工程机械子午线轮胎(简称巨胎)裁断中带束层拉伸的问题进行原因分析,并提出相应的改善措施。巨胎裁断中带束层拉伸的原因主要有传送带牵引速度不匹配、储料托辊完好性不佳及供料模板位置不当。通过改善传送带速度的匹配性、恢复储料坑内托辊功能及优化带束层供料模板高度,解决了巨胎带束层裁断中出现的拉伸变形问题,可以保证大角度带束层设计的宽度和角度,保证轮胎的质量。

运营高速中央隔离带内桥梁下部结构拆除技术研究

为解决桥梁改扩建过程中在夹缝中低影响交通条件下拆除原有老桥下部结构施工困难的问题,以某一级公路改扩建为背景,在周边交通压力大、施工用地狭小等诸多限制条件下,提出了一套适用于在运营中的国家高速中央隔离带内进行桥梁下部结构拆除的施工技术。此技术有效地实现了交通短暂中断,在满足安全、工期、成本要求的情况下一次成功拆除的施工目标。此方法的成功应用,为桥梁拆除施工技术的创新提供了一种新思路,可以为同类工程施工提供一定参考。

Belt型两面顶模具温度场和应力场有限元分析及钢带缠绕数值模拟初探

在人造金刚石合成工艺中,两面顶模具合成腔体内的压力和温度起着至关重要的作用。根据对叶蜡石力学和热学行为的研究,基于MSC.Marc非线性有限元软件,建立了压缸温度场和应立场的有限元模型,模型中考虑了热导率等物理参数随温度的变化规律。采用FORTRAN语言开发了适用于温度和压力边界条件加载的相应程序,获得了合成状态下压缸的温度场和应力场分布情况。由温度梯度引起的热应力数值较小,对压缸所产生的影响程度较小。压缸内壁径向应力达到5GPa,接近硬质合金极限抗压强度。轴向应力最大值1GPa,出现在压缸外壁中心处。同时还建立了钢带缠绕模具其动态缠绕过程的简化模型,采用一种修正的库仑摩擦边界条件,模拟了钢带的缠绕过程,获得了钢带缠绕层间的应力、应变分布情况。

单侧可调式钢管砂桶支撑后浇带体系施工技术研究

后浇带施工往往是质量控制中的重要节点。设计一种易拆装、可重复使用、调节简单的钢管砂桶支撑体系,将后浇带的位置优化为距柱边缘小于1500 mm处,后浇带另一侧设置可调节的临时钢管砂桶支撑,以代替部分脚手架支撑,当梁板混凝土达到一定强度时,可先拆除多余的脚手架支撑和模板,仅保留可调节的临时钢管砂桶支撑,以解决大面积模板、木方、钢管等施工时间过长的问题,提高材料周转利用率,取得良好的经济效益和社会效益。结合实体项目,对单侧可调式钢管砂桶支撑后浇带体系施工技术原理、工艺流程、施工要点及质量控制措施进行研究,供类似项目参考借鉴。

钢丝绳芯输送带接头强度与预成型芯胶技术研究

钢丝绳芯输送带是带式输送机的牵引和运载构件,接头破坏是引起钢丝绳芯输送带故障的主要原因。为了提高输送带的接头强度和接头硫化效率,基于现有接头硫化工艺,提出了一种预成型芯胶敷设技术,以ST1600型钢丝绳芯输送带接头为研究对象,对该技术的应用进行了理论分析和试验研究。首先,建立输送带接头力学模型并进行受力分析,通过ANSYS Workbench软件研究钢丝绳水平、垂直间距不均匀性对接头强度的影响,然后,提出预成型芯胶敷设方法,通过芯胶流固耦合分析对比了填充式芯胶与三角形、梯形和半圆形芯胶凹槽对限制钢丝绳偏移的作用效果。最后,通过接头预成型芯胶硫化试验研究了该技术对输送带胶体粘合强度、接头硫化效率以及接头强度的影响。研究表明:输送带接头处钢丝绳的受力与其纵向位移有关,由于传统接头硫化作业中无法实现钢丝绳的均匀分布从而引起钢丝绳受力不均,影响接头强度,而钢丝绳水平间距相较垂直间距的变化对钢丝绳等效应力的影响尤为显著,更易引起接头钢丝绳的破坏。预成型芯胶敷设技术能够有效减少钢丝绳的偏移量,其中半圆形芯胶凹槽效果最优,水平方向减少70%,垂直方向减少86.9%。在相同硫化条件下,与填充式芯胶相比,三角形、梯形和半圆形芯胶凹槽硫化后的粘合强度分别提升了1.91%、−3.51%、2.48%,半圆形芯胶与钢丝绳结合度最好;采用半圆形芯胶凹槽的预成型芯胶技术敷设钢丝绳可减少70%作业时间,硫化后的输送带接头强度提高5.74%。研究结果可为钢丝绳芯接头硫化工艺的改进提供理论和实践指导。

带束层钢丝帘线对半钢子午线轮胎性能的影响

通过成品轮胎室内试验及滚动阻力、静态刚性、接地印痕、六分力和动态冲击特性试验,研究带束层钢丝帘线对半钢子午线轮胎性能的影响。结果表明:3种带束层钢丝帘线成品轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、脱圈阻力、高速性能和耐久性能均符合国家标准要求;带束层钢丝帘线主要影响轮胎滚动阻力、接地印痕形状和动态冲击特性,对静态刚性及六分力影响较小。

结构设计因素对半钢子午线轮胎噪声的影响

试验研究结构设计因素对半钢子午线轮胎噪声的影响。结果表明:降低三角胶高度、在一定范围内增大带束层角度和选择合适的带束层材料可在保持良好性能的前提下降低轮胎噪声。本研究可为半钢子午线轮胎结构设计提供一定参考。

胶带巷钢丝绳芯带式输送机断带分析与预防探讨

为有效解决矿用钢丝绳芯带式输送机胶带断裂问题,以晋圣亿欣煤业2号煤配采工程Ⅱ一盘区胶带斜巷为研究对象,在阐述其主斜井ST/S1250型钢丝绳芯带式输送机性能参数及运行现状的基础上,对钢丝绳芯胶带断裂的原因展开深入分析,并依托运行实践提出防断带策略,可为钢丝绳芯带式输送机在煤矿生产中的推广应用提供借鉴参考.

930dtex/2锦纶66帘线在半钢子午线轮胎冠带层中的应用

研究930dtex/2锦纶66帘线在半钢子午线轮胎冠带层中的应用。结果表明:采用930dtex/2锦纶66帘线等密度替代1400dtex/2锦纶66帘线用于半钢子午线轮胎冠带层,帘布压延工艺稳定,成品轮胎的强度、耐久和高速性能无明显差异,且均达到企业标准要求,同时原材料成本降低。

钢管约束型钢混凝土柱设计及施工

文中以某超高层建筑为例,对钢管约束型钢混凝土柱的设计及施工进行了深入探析,并利用有限元软件模拟分析了该构件的力学性能。结果表明,设置斜拉加劲肋后的极限承载力为510kN,比未设置加筋肋的极限承载力提高了27.5%,斜拉加劲肋可限制钢管向外鼓曲,增强加劲肋的约束作用。通过对施工后钢管约束型钢混凝土柱变形以及混凝土强度进行检测,柱的垂直度偏差以及平行度偏差分别为1.3、2.6mm,且其浇筑完成后柱,混凝土表面无破损,抗压强度满足设计要求,表明采用上述的设计方案安全可靠。

探究带束层钢帘线对半钢子午线轮胎性能的影响

通过成品轮胎“外缘尺寸、强度性能、脱圈阻力、高速性能、耐久性能、滚动阻力”等试验,研究带束层钢丝帘线对轮胎性能的影响。结果表明:3种带束层钢丝帘线成品轮胎的外缘尺寸、强度性能、脱圈阻力、高速性能和耐久性能均符合标准要求;带束层钢丝帘线主要影响轮胎滚动阻力。