Theoretical coupling longitudinal-transverse model and experimental verification of transverse vibration of rope for multi-rope friction hoisting system

Using the mass of time-varying length balance rope focused on the hoisting conveyance, the coupling longi- tudinal-transverse model of mine friction hoist was established by using of the Hamilton＇s principle. The modified Galerkin＇s method was used to discretize partial differential Eqs. The mine hoisting system was used to the example to analysis the relation between the load, velocity and transverse vibration of rope. The in situ tests were illustrated to evaluate the proposed mathematical model. The results showed that the modeling method can well represent the transverse vibration of rope.

FEASIBILITY AND EXPERIMENT ANALYSIS OF FOUR-ROPES FRICTION HOIST WITHOUT ROPE GROOVES CUTTING

Based on theoretical analysis and experiment, when the difference between the ropes length is ensured, the radius difference between the rope grooves and the difference of the rope strain of a double rope friction hoist will decrease with the increasing of hoisting times. Then the rope grooves cutting are not needed. If the connection form of the ropes or the structure of the frictional wheel of a four ropes friction hoist are changed into as a double ropes hoists, the hoist rope grooves will not need to be cut as well, and the working time will be saved and the service life of the rope lining will be lengthened also.

斜井提升钢丝绳合理选型分析和应用

为提高矿山斜井提升钢丝绳使用寿命及系统的安全稳定性,需要合理选择钢丝绳。针对提升钢丝绳种类进行了研究,分析了钢丝绳在斜井提升系统中的受力情况,将丝径比纳入钢丝绳选型体系中,研究了一种结合安全系数、绳径比及丝径比的全新钢丝绳合理选型体系,表明了丝径比中钢丝绳最粗钢丝直径的计算方法。利用矿山实例进行验证,结果表明:在同等工况下,全新钢丝绳选型体系较原有选型体系选出的钢丝绳使用寿命高出约50%,安全系数高出约6%。全新钢丝绳选型体系更为合理可靠,对后续矿山斜井提升钢丝绳选型具有较好的指导意义。

多绳摩擦提升机多连杆锁绳装置的设计与优化

针对现有锁绳装置锁绳低效、松绳困难、锁绳力不足等问题,设计出一种能够实现在各种载荷工况(尤其重载)下安全、高效地进行锁绳作业的提升钢丝绳锁紧装置(简称锁紧装置)。使用SolidWorks对锁绳装置进行三维建模,采用ANSYS对锁绳装置进行有限元分析;然后对锁绳装置关键部位第一连杆进行优化设计,采用中间复合材料设计方法获得初始优化数据组,并且使用Kriging模型建立响应面模型;最后采用多目标遗传算法进行优化。优化结果显示:第一连杆变形量减小17.46%,最大等效应力减小16.18%,显著提高了锁绳装置的综合性能,为矿井的安全、高效生产提供了保障。

矿井提升系统存在的安全问题及对策措施

为保证矿井提升系统的安全稳定运转,文章对矿井提升系统存在的安全问题进行了详细的分析与总结。主要介绍了矿井提升系统振动冲击限制技术,立井提升系统过卷防治技术,矿井提升系统松绳、跑车事故防治技术,深井提升钢丝绳失效研究及防治技术,立井特大罐笼全无轨运输防偏载及锁罐技术和摩擦式提升系统打滑事故防治技术,最后进行了立井提升系统卡罐事故分析。针对矿井提升系统存在的相关安全事故,分析了各种问题的动力学特性,得出了研究结论,并针对提升系统的安全问题,对国家标准、规范提出了相应的修改建议,给出了具体的对策措施。

不同规范中立井提升系统设计的差异分析

从系统布置、提升容器、钢丝绳及连接装置、提升装置等方面分析了《煤矿安全规程》和《金属非金属矿山安全规程》对立井提升系统设计的不同要求。针对与煤共(伴)生金属非金属矿山立井提升系统的设计,给出了提升容器与井壁等之间的最小间隙值、提升系统的过卷过放距离、单绳缠绕式提升机缠绕层数、钢丝绳及其连接装置的安全系数和使用寿命的取值参考。提出了防撞梁、托罐装置、罐笼升降无轨胶轮车保护装置、箕斗装载装置等的设置要求。

矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别技术研究

针对多根钢丝绳检测部署困难、钢丝绳图像采集质量较低、视觉检测法适应性差、准确性不高等问题,提出了一种基于计算机视觉和深度学习的矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别方法。首先构建矿井提升机钢丝绳在线监测系统;其次由地面移动巡检平台和井下本安高速相机采集钢丝绳图像,建立钢丝绳图像数据集;然后考虑井下粉尘影响、相机镜头易受污染、光照不均、钢丝绳高光反射等问题,采用基于Retinex算法的图像去噪方法和基于同态滤波的图像去噪方法对钢丝绳图像进行去噪处理,处理结果表明,基于色彩增益加权的多尺度Retinex(AutoMSRCR)算法为较优方案;最后缺陷检测过程以卷积神经网络为基础,构建基于YOLOv5s的缺陷检测模型,为降低人为因素影响、调参工作量,在YOLOv5s中加入Focus结构对其进行优化,并将改进的YOLOv5s模型作为钢丝绳缺陷检测的预训练模型,以进一步降低模型内存占用率,提高模型加载和检测速度。实验结果表明,所提方法对钢丝绳2处断丝的检测误差分别为1.61%,1.35%,对钢丝绳4处磨损的检测误差分别为2.43%,3.44%,2.11%,3.39%。针对淮河能源控股集团顾北煤矿主井提升机原有钢丝绳安全监测系统的检测精度无法满足现场需求的问题,采用所提方法对原系统进行改进,现场应用效果表明,钢丝绳断丝检测准确率由80%提升至96%,损伤定位误差由500 mm降低至300 mm范围内,损伤定位准确率由75%提升至98%,损伤实时检出率由76%提升至90%,尾绳畸变检出率由70%提升至85%。

煤矿提升机钢丝绳断裂失效分析及有限元模拟

表面磨损是提升机钢丝绳断裂失效的主要原因。了解磨损痕迹对钢丝绳失效和力学性能的影响是保证多层提升机安全的有效途径。通过断裂拉伸试验,研究了具有不同磨损痕迹的钢丝绳的断裂失效特征,获得并分析了磨痕区域的温升情况。采用有限元方法模拟了受拉伸载荷作用的磨损股的力学性能。结果表明,磨痕区发生了塑性变形和明显的温升。断裂拉伸试验过程中的温升曲线可以反映断裂丝的数量和顺序。磨损的外层钢丝比内层钢丝先断裂,具有不规则磨痕的钢丝总是在磨损深度最大的位置沿滑动磨损方向断裂。研究成果为提升机钢丝绳结构安全研究提供依据。

提升机钢丝绳张力检测系统设计研究

基于提升机钢丝绳加速提升、减少爬坡过程中持续的高张力运行工况,提出一种提升机钢丝绳张力检测系统设计方案。分析了张力检测系统主体结构,并进行张力数据采集发射、提升容器行程检测等程序设计,实现了对提升机钢丝绳张力的实时检测、记录功能。

副立井提升系统扁尾绳保护装置优化改进研究

郑庄煤矿副立井提升系统提升高度752.8 m,最大提升速度11 m/s,安装有扁尾绳保护装置,但原设计尾绳保护装置对尾绳侧边磨损较重,影响煤矿生产安全。基于此,对提升机尾绳损伤的原因进行分析,针对性地对尾绳保护装置进行优化改进。实践应用结果表明,优化改进后的扁尾绳保护装置对尾绳的磨损保护效果显著,有效地减少了尾绳侧边磨损情况,尾绳电气保护系统全面可靠,有效地保障了提升机系统的安全可靠运行,安全经济效益显著。

多绳摩擦式提升机天轮智能监测系统研究应用

本研究针对多绳摩擦式提升机天轮的实时在线监测与故障诊断需求,设计并实现了一套智能监测系统。该系统采用应变式变送器、振动传感器和温度传感器进行状态监测,并通过网络技术实现数据的远程传输和处理。通过LabVIEW和MATLAB平台,系统能够进行数据的实时显示、存储、查询与预处理,并利用智能算法进行特征提取与状态识别。系统在实验台架和现场应用中均表现出良好的监测精度和故障检测能力,有效降低了设备的故障率和维修费用,显著提升了运行可靠性和安全性。该智能监测系统的成功应用展示了其在国内领先、国际先进的技术水平,为工矿企业装备智能化提供了有力支持。

钢丝绳三项强制性国家标准研究

钢丝绳三项重点产品强制性国家标准批准发布。本文介绍了项目来源、编制过程和主要修订内容,分析了预期实施效果。

集装箱门式起重机小车架起升缠绕安装

为推动港口和内陆集装箱门式起重机产品制造高水平发展,小车架作为集装箱门式起重机产品的直接承载结构,起升缠绕安装精度的要求较高。文中通过分析起升缠绕各关键性装配环节,优化改善安装工艺及操作要点、加强质量控制措施,并通过利用专用工装等措施有效地控制安装精度,保证了起升、缠绕和小车等机构的排装有效性和系统稳定性,延长产品使用寿命,提高了产品质量和公司市场竞争力。

煤矿提升机主提升钢丝绳更换工艺优化研究

探索煤矿提升机钢丝绳更换工艺的优化方法,以提高更换效率,保障安全生产。通过分析钢丝绳失效模式和现有更换工艺,发现其存在效率低、风险高、自动化程度不足等问题。针对这些问题,从工艺流程优化、关键技术创新、安全管理等方面提出系统的解决方案。研究表明,采用物联网、机器人、虚拟仿真等先进技术,优化作业流程,并配套严格的安全管理体系,可显著提升钢丝绳更换效率,缩短工期,降低安全风险,促进煤矿提升系统技术不断进步。

深基坑支撑梁钢马镫支撑架绳锯切割式拆除施工技术应用

为保证深基坑工程施工安全,避免发生安全事故,文中介绍了一种应用于城市综合管廊工程深基坑支撑梁拆除施工技术,采用新型钢马镫支撑架与绳锯切割相配合拆除支撑梁,在保证支撑梁安全拆除的同时,有效提高了施工效率。其中,钢马镫临时支撑具有操作简单、移动方便、绳锯切割高效、无污染的特点,该技术不仅达到了安全、绿色、环保的目的,而且缩短了工期,经济效益显著。

井下提升机钢丝绳松绳的故障处理

在当前煤矿开采中,安全管理仍是矿企的主要工作之一,结合提升机在斜井运输中的价值,需要参考钢丝绳松绳故障的影响积极做好故障的处理工作.如何有效增强提升机在斜井运输中的应用安全性,也成为很多矿企需要考虑的问题.基于此,阐述了提升机的工作原理,具体分析了钢丝绳松绳故障的原因,并从钢丝绳排绳、制动减速度、防松预警、钢丝绳维护等方面进行松绳故障的预防.在处理松绳故障并进行运行试验后,主动防护和预警功能可以预防钢丝绳松绳,利于促进矿企实现健康的发展.

基于机器视觉的提升机钢丝绳抖动超差检测研究

针对矿井提升机在运输过程中钢丝绳容易发生故障造成煤矿安全事故的问题,研究了基于机器视觉的矿井提升机钢丝绳动态监控系统。使用矿用摄像机采集钢丝绳运行图像,使用暗通道先验原理将原始图清晰化处理,最后对视频图像进行Candy边缘和直线特征检测,标定钢丝绳运行正常位置,当钢丝绳发生异常抖动偏离正常位置时并且超过设定阈值,系统检测到钢丝绳抖动超差故障并发生报警。试验结果表明,设计的钢丝绳监控系统可以快速有效地检测钢丝绳异常抖动故障,减少煤矿安全事故的发生,具有一定的可靠性。

基于LQR算法的矿井提升系统纵向振动抑制

针对矿井提升系统钢丝绳弹性特性以及外部扰动导致的系统纵向振动,设计基于精确模型的线性二次型调节器抑制振动。基于广义Hamilton原理,建立扰动激励下摩擦提升系统纵向振动方程,并利用实验数据对模型正确性进行验证,为线性二次型调节器设计奠定了基础。仿真表明,线性二次型调节器控制算法对于外部扰动引起的系统振动有很好抑制效果,且对于驻车制动引起的振动也可以快速衰减,振动加速度减少了59.87%,收敛仅需1.37 s。为提升系统的振动控制提供了可行且有效的理论基础,为相关工程实践提供了有力的支持。

落地式多绳摩擦提升机钢丝绳抖动研究

矿井提升机作为一个矿山的咽喉,肩负着保障矿山安全运行的重要任务。随着矿井的不断延伸和日益大型化,多绳摩擦式提升机以其提升能力大、提升高度大、钢丝绳安全系数大、电动机消耗功率低、机器整体尺寸小、造价低等显著优点,被越来越多地用于矿井提升中,成为矿井生产中极为重要的一种设备。

矿井提升机钢丝绳提升振动抑制技术

针对矿井环境复杂多变导致的钢丝绳提升振动幅度较大问题,研究了矿井提升机钢丝绳振动抑制技术。首先通过分析矿井提升机的运行过程,计算钢丝绳的动能方程和势能方程,从而深入分析了钢丝绳的动力学特性。随后结合矿井的实际特点,设定相应的边界条件,进而推导出钢丝绳的振动控制方程。通过求解该方程,并结合调整抑制参数的方法,实现了对钢丝绳振动控制方程的实时更新,最终达到了抑制钢丝绳振动的目的。实验结果表明,该技术在矿井提升机钢丝绳的纵向振动抑制方面表现较好,其应用后振动幅度降低率普遍超过93%,最高可达98.77%,能够适用于复杂多变的矿井环境。