矿井立式排水系统支撑结构的设计与可靠性研究

针对矿井立式排水系统运行时载荷大,对支撑结构强度及稳定性要求高的特点,在设计了支撑结构的基础上,建立了支撑结构的三维实体模型。以800 m深矿井为例,分析了矿井立式排水系统支撑结构载荷,并结合ANSYS Workbench有限元分析软件对支撑结构模型在工况载荷下进行可靠性仿真分析,给出了可靠性评价,证明了所设计支撑结构的可靠性,为同类支撑结构的设计提供借鉴。

IDE技术创新方法在煤层气开采中的应用研究

煤层气开采是一项复杂的系统工程,对其过程进行剖析并优化改进是提高煤层气开采产量的重要手段之一。本文采用工业设计(ID)和工业工程(IE)融合形成的IDE技术创新方法,以局部优化为基础,以整体优化为目标,从ID角度对煤层气开采过程进行流程分解并将其划分为地质评价与总体设计、钻井工程、储层改造工程和抽采工程等四大子过程。从功能、结构、材料和工艺等方面为切入点,利用IE理论分别针对四大子过程的工艺流程进行优化设计并重组可行性技术方案,然后从系统整体优化的角度将煤层气开采的4个子系统进行优化整合,使4个子系统之间相互配合相互补充,最终形成结构合理、功能清晰、材料可靠和工艺优化的煤层气开采过程,为加快煤矿瓦斯治理并突破煤层气开采技术瓶颈提供理论支持,为我国煤层气开采产业发展提供帮助。

充水式潜水电机转子系统水摩擦力的数值分析

充水式潜水电机转子与轴向冷却水发生剧烈摩擦而产生的水摩擦力影响着转子系统的动力学特性。以850QS—3200型充水式潜水电机为研究对象,构建了电机转子与定子之间轴向冷却水的流场三维模型,运用标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,基于computational fluid dynamics(CFD)软件平台依次数值模拟了转子外圆表面粗糙度、转子转速以及轴向冷却水流速等三者与转子外圆水摩擦力的作用机理与影响程度。结果表明转子系统水摩擦力随转子外圆表面粗糙度、转子转速以及轴向冷却水流速的增加而增加,可通过降低转子转速、提高转子表面粗糙度以及降低轴向冷却水速度等方法,降低充水式潜水电机转子水摩擦力以及由此产生的水摩擦损耗。

水锤力作用下的深井排水管路疲劳寿命研究

以800 m深井立式抢险排水系统为例,分析了深井排水系统管路正常运行时的所受载荷,并运用HARMMER水锤瞬态分析软件分析了系统管路在不同水锤防护方法下所受的动载荷;运用ANSYS有限元分析件,对排水管路进行静载分析及安全性评价,并分别对系统最上端和最下端管路在停泵水锤力作用下的疲劳寿命进行分析,估算出最上端和最下端管路可承受停泵水锤的次数;最后由分析结果得出最下端管路的疲劳寿命为最上端管路的12.9倍,提出了排水管路编号管理办法及上下排水管路交替的使用方法,有效地提高了排水管路的使用安全性。

矿山多级水泵轴向力平衡安全可靠性分析

针对矿山多级水泵传统轴向力平衡方法存在的弊端,在叶轮组对称布置的基础上,提出了根据叶轮奇偶数量,通过调节前后叶轮组直径的方法来补偿单吸多级水泵运行时产生的不平衡轴向力。该方法应用于高扬程多级潜水电泵的开发设计。工程应用实践表明,水泵轴向力真正实现了"自平衡",增强了水泵的安全性和可靠性。

基于逆优化的煤矿生产物流系统安全资源配置研究

常规的煤矿安全资源优化配置模型较少从资源配置模型本身考虑,尤其是优化后的安全状态无法达到安全需求时往往通过增加资源投入量的途径实现安全状态的进一步提升,这无形中增大了企业的负担。基于此,首先以安全度最大为目标函数,结合煤矿安全生产限制条件构建物流系统安全资源配置优化模型,在此基础上运用双层规划方法将原始模型转化为逆优化模型并求解,同时通过实例分析对该方法进行验证。结果表明逆优化方法在安全资源总量固定情况下对提升煤矿安全度具有显著的效果,为安全资源配置优化提供了新的思路。