高海拔环境竖井长宽比对隧道竖井自然排烟性能的影响

通过FDS数值模拟软件,研究不同环境压强下竖井长宽比对隧道内烟气流动和竖井自然排烟性能的影响。研究考虑了竖井长宽比和环境压强,分析竖井附近的温度分布、流场分布、竖井排出烟气中各成分的量等参数。研究结果表明,在保持竖井横截面积不变的情况下,竖井长宽比的增加会使得排烟能力先下降后保持稳定;在竖井长宽比过小的情况下,竖井出口处会产生涡流,降低排烟能力;环境压强的增加,使得烟囱效应增强,排烟能力略微增强,同时会使吸穿现象更容易发生。因此,对于高海拔隧道中竖井自然排烟系统的设计,合理设置竖井长宽比有利于排出更多烟气,提高排烟能力。

便携式蓝莓采摘机传动结构的优化改进

针对便携式蓝莓采摘机传动部件寿命短、软轴装卸困难及耗时等问题,对其结构进行优化改进,研制软轴快速插拔装置,实现软轴的徒手快速装卸,采用方孔与方头配合的方式实现传动件的连接。对优化改进前后的便携式蓝莓采摘机进行了对比试验,试验结果表明:优化改进后的蓝莓采摘机软轴装卸用时大大降低,传动部件寿命显著增加,具有更好的推广和实用价值。

煤矿井下瓦斯抽采钻孔三段式自动封孔器研究

针对煤矿井下瓦斯抽采钻孔需人工下入封孔器并注入封孔料完成封孔,封孔工艺自动化程度低,研发煤矿井下瓦斯抽采钻孔三段式自动封孔器,其外形尺寸与钻杆相仿,可被自动钻机下入钻孔,并可实现自动注入封孔料。采用有限元分析的方法,选用Mooney-Rivlin超弹性本构模型表征应变能函数,获取封孔器动密封机构橡胶密封圈的受力情况,并获得不同材料封孔器胶套在不同膨胀力作用下的膨胀情况,为动密封机构滑动推动力数值的确定和胶套材料的选择提供参考;采用理论计算的方法对工作状态下三段式自动封孔器的流道进行水力计算,获得三段式自动封孔器封孔用水的流量和压力,为自动封孔参数的确定提供参考;利用有限元分析的方法校核封孔时封孔器储液腔的受力情况,分析三段式自动封孔器核心部件结构设计合理性,确保封孔器正常工作。制作实验样机,开展三段式自动封孔器室内封孔实验和封孔效果对比实验。室内封孔实验显示封孔器动密封机构动密封效果良好,封孔料自动注入模拟钻孔中,天然橡胶胶套自动膨胀充满模拟钻孔且可有效封堵封孔料,三段式自动封孔器具有可行性。封孔效果对比实验显示,自动封孔器封孔效果与现有的聚氨酯压注法工艺封孔效果相近,且优于传统的聚氨酯缠卷法工艺封孔效果。三段式自动封孔器可降低煤矿工人劳动强度、提高封孔效率、规范封孔流程,为煤矿井下瓦斯抽采钻孔自动封孔工艺和装备的研究提供参考。

长裸眼恶性漏失井膨胀管堵漏适用技术

四川盆地天然气井钻井过程中,经常面对长裸眼井段、多压力系统、承压能力要求高的堵漏需求,但已有的化学类堵漏及承压技术无法完全达到承压目标及时效要求。为此,针对四川盆地天然气井恶性井漏问题,研发了高抗挤膨胀管、配套工具及液体体系,开展了管材性能评价及适用边界分析,形成了膨胀管裸眼封堵技术并开展了现场应用。研究结果表明:(1)低碳锰合金化技术、“第三代”Mn-TRIP钢材配方以及高标准的生产制造工艺可大幅提高管材性能,新研制的高抗挤膨胀管胀后冲击韧性≥105 J,抗外挤强度≥20MPa;(2)基于测定的螺纹接头连接效率,参考API标准及J55膨胀管应用边界计算方法,建立了高抗挤膨胀管的适用边界;(3)基于高抗挤膨胀管,结合水力扩眼器、悬砂清砂液及固井水泥浆等,形成了“扩眼—膨胀管下入—膨胀作业—恢复钻进”全过程规范化膨胀管裸眼封堵施工工艺。结论认为:(1)该技术在四川盆地已成功应用8井次,累计作业长度5177.81 m,承压能力达35 MPa以上,均实现了裸眼井段的有效封隔;(2)该技术有望成为解决恶性井漏的有效途径,并可在井身结构拓展、高压盐水封隔及井筒修复等领域进行推广应用。

大直径顶管进出洞口对矩形竖井结构的受力影响研究

作为顶管工程最为重要的构筑物之一,顶管始发井或接收井需要在井壁上开设尺寸不一的圆形洞口供顶管进出,洞口的设置影响了井体结构受力。以有限元软件为分析工具,依托西安市某DN3500内径电力顶管工程,研究采用明挖顺作法施工的井壁开洞对井体结构的受力影响规律,将之与同等条件下的沉井结构内力计算结果进行对比,得出了不同工艺井侧壁开洞前后的内力变化规律,并提出了相应的井结构优化设计建议,为相关工程的设计与分析提供参考。

基于CFD混流式水轮机上冠流道降压结构优化研究

为探究中高水头混流式水轮机转轮不同上冠空腔结构的降压效果及优化可行性。以新疆红山嘴一级电站4号机为例,将3类不同上冠降压结构作为研究对象,基于CFD技术,采用SST湍流模型对7种泄漏流量下的3类上冠降压结构进行稳态数值模拟,计算工况共计21种。研究指标为泄漏水流态特性、泄水孔泄水能力、主轴密封下侧压力。结果表明:不同上冠降压结构内的泄漏水流态存在一定差异,尤其上冠顶部空腔及泄水孔位置最为明显;在中高水头混流式水轮机上采取含转轮泵的联合上冠降压结构,不仅能改善主轴密封工作性能还可在梳齿环出口形成稳定的局部压力,从根本上减少上冠间隙泄漏量;针对该电站主轴密封漏水问题,在机组上冠流道增设转轮泵可使泄水孔泄水能力提高17.12%、主轴密封压力降低15.98%,进一步提高电站的运行效益。该研究对单一型式的降压结构进行改进且实现优化目标,可为中高水头混流式水轮机设计改造及稳定运行提供一定参考依据。

竖井横截面积对隧道自然排烟效果影响的实验研究

在1∶6尺寸城市隧道实验台上开展了一系列试验,研究了不同火源功率、竖井横截面尺寸条件下隧道自然排烟竖井的排烟效果。结果表明,竖井的横截面尺寸直接影响竖井内烟气运动的驱动力大小,从而影响排烟效果。在一定的火源功率下,竖井横截面积过小时难以有效排出烟气,面积过大将会产生过于强烈的烟囱效应,导致排烟口下方空气被直接排出,排烟效果显著下降;竖井横截面积一定时,在不同的火源功率下,竖井放置方式同样影响竖井的排烟效果。

纵向通风对隧道火灾特性及竖井自然排烟效果的影响

采用1∶10小尺寸隧道模型,研究了采用竖井自然排烟的隧道内,纵向通风对隧道内火焰形态、质量损失速率及竖井内温度分布和排烟速度的影响。结果表明:随着竖井高度和纵向风速的改变,在纵向通风和烟囱效应诱发气流的耦合作用下,隧道内火焰向下游倾斜,造成燃料质量损失速率发生变化,进而影响隧道内的烟气输运规律,并最终影响竖井排烟的温度分布和排烟速度。当排烟口下方的烟气层发生吸穿时,竖井内部出现低温区,此时隧道下部的冷空气直接通过竖井排出,大大减弱了竖井的排烟效果,在对烟气层吸穿现象进行分析的基础上,对Hinckley提出的临界吸穿Froude数进行了修正,得到了用于判断纵向通风条件下竖井自然排烟吸穿的临界Froude数为3.2,当Froude数介于3.2~5.1时,竖井排烟处于吸穿区,Froude数介于0.6~3.2时,处于未吸穿区,且Froude数随着竖井的升高而逐渐增大。

冗余度双臂机器人轴孔装配的三维动态仿真与实验

分析了冗余度双臂机器人进行轴孔装配的运动学约束关系,设计了一种分层递阶控制结构.通过三维图形动态仿真,在冗余度双臂机器人协调控制实验平台上进行了实验.仿真和实验结果表明该方法能够顺利地完成双臂协调插孔的作业.

多孔位插头绝缘体注塑模具设计

通过Moldflow软件对多孔位插头绝缘体注射成型进行翘曲分析,确定模具最佳浇口的位置和数量;针对塑件孔位多、孔径小及位置精度要求高的特点,模具设计中分别采用定模型芯2次固定,型芯固定板合并加工,动、定模模仁精定位等方法,保证多孔位置精度。结果表明,采用短边单侧潜伏进胶,塑件综合变形及各方向收缩效果最佳;经生产验证,该模具结构设计合理,塑件成型品质高。

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。

钻孔电视在深孔爆破成井中的应用

某矿利用深孔爆破成井技术形成高溜井,因岩体局部节理裂隙发育,严重影响爆破效果和效率。提出了利用钻孔电视从前视角度和侧视角度对钻孔内孔壁进行无扰动的原位钻孔摄像,分析岩层结构、节理裂隙,绘制岩层剖面图,根据结构面的产状调整装药结构和爆破方案,避免了爆破事故,快速顺利穿越结构面。实践证明,在钻孔电视的协助下进行深孔爆破成井,可视化程度高、成本低、安全高效。

深孔爆破成井在谦比希铜矿中的应用

谦比西铜矿700～ 900ml主矿体采用下向落矿分段嗣后充填法进行回采,针对采场切割天井施工需要,提出深孔分段爆破成井工艺,对该工艺的炮孔参数、装药结构和起爆方式进行了计算和设计,实际爆破效果表明：深孔分段爆破在谦比希铜矿具有很好的适用性,为类似工程提供了参考.

高黎贡山隧道1号竖井设计及分析

为了满足高黎贡山隧道竖井施工任务要求,综合隧道所处环境及竖井能力需求,按照竖井井口、井筒、井下3方面统筹考虑的总体设计思路,提出高黎贡山隧道1号竖井设计关键问题的解决方案:1)根据井口地形、地貌条件及提升设备、井口车场布置要求,合理布置井口场坪;2)根据竖井功能定位,竖井宜采用主副井模式;3)根据井下施工的出渣量、材料数量、人员进出量等综合考虑竖井断面尺寸;4)当地质条件、水文地质条件允许时,竖井宜采用短段掘砌混合作业法施工,设置模筑混凝土井壁;5)竖井提升设备宜按井下施工期间的要求考虑,建井期间各设备之间能力应匹配;6)竖井施工能力应满足井下施工期间出渣、进料要求,并留有富余;7)井底车场应结合运输方式及进料、出渣等功能要求确定;8)竖井安全保障应首要解决地下水问题。目前高黎贡山隧道1号竖井主井已完成建井,结果表明铁路隧道竖井按照以上设计方法及思路是可行的。

铁路隧道深竖井井筒防治水设计及施工技术

高黎贡山隧道2号竖井所在区域工程地质及水文地质条件异常复杂,施工中需穿越10条挤压破碎带及14条构造破碎带,井检孔揭露竖井开挖范围内分布有7层含水层。为保障井筒安全掘砌,采用煤矿井筒建设使用的地面预注浆技术治理水患。设计“S”形定向深孔注浆孔,注浆治理段高340 m,注浆材料选用堵水性能好的黏土水泥浆。注浆结束后,压水试验预测主、副井筒剩余涌水量较注浆前分别下降99.8%和99.7%,堵水质量优异。

壁式框架空心墙结构体系及其应用

针对我国多层小高层住宅中采用的钢筋混凝土剪力墙结构体系存在的问题,介绍了壁式框架空心墙结构体系的特点,并结合具体实例阐述了空心墙结构体系的实验要点和构造要求及节能减排效应,最后得出了有益的结论。

堑沟底部结构VCR法拉槽爆破在某矿山的应用

某矿山采用大直径深孔充填采矿法回采,在两步骤回采矿柱时,矿柱底部装矿点挑高区域难以凿岩形成扇形中深孔,导致矿柱回采困难。为高效回收矿柱,提升经济效益,试验并应用了VCR拉槽成井代替潜孔钻机切割成井,同时大孔代替槽区中深孔形成堑沟爆破补偿空间。经过现场工业试验发现,优化施工工艺后,单矿房回采成本降低约5.2万元,矿柱备采时间进一步缩短,显著提升了矿山经济效益,取得了较好的应用效果。

传动轴套管叉矩形花键孔综合塞规的设计

企业在成批生产中,生产现场对矩形花键孔的检验常采用综合检验,即用综合塞规检验实际尺寸和形位误差的综合影响。这就要求计量器具的尺寸和公差带设计要合理。本文就汽车传动轴套管叉矩形花键孔综合塞规的改进设计进行了论述,重点阐明计量器具公差带设计的重要性。

四冲程发动机凸轮轴两轴头与气缸盖两轴孔的结构和维修

四冲程发动机凸轮轴两轴头与气缸盖两轴孔的结构型式依不同车型而有所差异,维修方法也不同。总体上有三种维修:轴承转动机构、轴段与轴套转动机构和轴段与气缸盖孔转动机构的维修。由于三阳HBI125凸轮轴大端和气缸盖大端轴孔的特殊性,使维修较为复杂,需将“特殊的结构”改为“轴承转动机构”。这种改造方法节约成本并使日后的维修更为容易。

典型微结构的微细电火花加工工艺研究及工程应用

综述了微细电火花加工技术在精密复杂微细结构关键零部件的研制中所发挥的作用,主要研究了典型微结构的微细电火花加工工艺及工程应用,重点分析了微细电火花加工技术在工程领域的典型应用——微细工具电极/轴、微细孔阵、微三维拉瓦尔式结构,并给出其基于工程化应用的工艺关键。