ZHT-B型双补锁定回转自动换层摇台在临涣煤矿副井的应用

ZHT-B型双补锁定回转自动换层摇台是徐州市工大三森科技有限公司（中国矿业大学）最新开发研制的专利新产品,是矿井多层罐笼提升系统中井口、井底及中间水平罐笼的承接锁定、自动换层装置。该装置具有柔性缓冲托罐、同步搭接锁定、防蹾罐、自动换层、补偿提升绳伸长等功能。本文阐述了ZHT-B型双补锁定回转自动换层摇台在临涣煤矿副井的应用。     

ZHT型自动换层阻尼托罐摇台在新集一矿的应用

分析罐笼承接、换层时的受力状态,设计出利用油缸作为驱动元件的自动换层阻尼托罐摇台,它能较好地解决矿车进出罐笼、平稳托罐和缓冲停罐的问题,提高井口、井底进出车装备的使用性能和矿井的提升效率。     

两构件冲击接触过程的理论与数值模拟

该文采用基于赫兹理论的非线性阻尼弹簧接触模型,分别模拟特殊形状和材料的两构件间弹性、超弹性和弹塑性冲击接触过程,数值计算结果仅为有限元结果的50％.根据有限元计算结果对非线性弹簧阻尼模型进行修正,得到两构件弹性、超弹性和弹塑性冲击接触的接触力、最大变形量和冲击作用时间修正表达式.结果显示,修正模型与有限元模型的误差小于5％,采用修正模型能够方便地得到冲击过程中的相关参数,该模型可作为描述两构件冲击过程的数值计算手段.     

射流冲击载荷对井底岩石应力场的影响

考虑三向地应力、液柱压力、孔隙压力和射流速度的影响,建立射流冲击井底岩石流固耦合模型,运用有限元及有限体积法进行求解。结果表明:井底压差越大,井底岩石最大主应力越大;射流最大冲击压力与速度平方成正比,孔隙压力在冲击面和冲击轴线上随距离增加均呈"三次抛物线"减小;射流冲击井底岩石存在明显的局部效应,射流主要影响区域在冲击面上约为2倍射流半径,在冲击轴线上约为2.5~3.5倍射流半径,与应力波理论结果相吻合。     

一类改进的一维弹簧-质量系统

为研究一串Ⅱ类胞元在冲击作用下的动力失效模式以及失效模式对冲击速度的敏感性,对GAO和YU提出的一维弹簧-质量系统进行了修正,忽略单个胞元的强化平台,给出了1个新的弹簧-质量模型.采用微分方程的显式积分算法,计算结果显示,系统失效模式只对速度敏感,在不同冲击速度下冲击系统会得到不同的失效模式.低速时,失效模式从冲击端到末端渐进失效;中速时,失效模式将会从两端向中间渐进失效;高速时,系统失效模式则没有规律可循.     

矿井井筒提升容器活塞风效应分析及计算

矿井提升容器在井筒中占据了部分井筒空间,升降运动时,产生活塞作用效应,提升容器周围的流场和压力场均发生变化,产生动态局部阻力.根据流体力学理论,分析了罐笼在井筒内升降过程中空气的速度变化情况,采用相对坐标法推导了在井筒风速影响下罐笼顺风、逆风和相会时的活塞风速数学计算模型.研究结果表明,井筒提升容器活塞效应的影响因素主要有提升容器的外形尺寸、井筒内的机械通风风速和阻塞比等.研究结论为研究由于矿井井筒提升容器活塞作用效应产生动态局部阻力提供了理论依据.图2,参11.     

朝阳矿井主、副井井底隔水层安全厚度的论证

在井底施工过程中,经常受到承压水的威胁。可靠的隔水厚度,对煤矿的安全生产具有重要意义。本文对朝阳矿井主、副井井底隔水层安全厚度的论证方法可对其它矿井承压含水层中井底施工起到一定的借鉴作用。     

非滑动型连接钢框架抗冲击性能

对一种新型非滑动型钢柱脚减震装置进行了抗冲击性能研究,根据试验结果建立了非滑动型连接钢柱脚的恢复力模型,并以此对一钢框架模型进行了弹塑性时程分析.分析中采用了2种不同的方案:在钢柱脚加装减震装置;按传统外露式柱脚.将计算结果进行对比,结果表明:非滑动型连接装置可以有效的减小结构的冲击残余变形;减震装置中的弹簧和楔块有效的实现了塑性耗能,控制了冲击荷载中结构刚度的衰减;钢柱脚减震连接对底层变形的影响较明显.研究表明,这种非滑动型连接装置对于控制结构变形、耗散冲击能量具有明显的效果,使结构具有良好的抗冲击性能.     

基于超级电容的罐笼能量回馈系统方案研究

矿井罐笼作为矿井提升机系统的重要组成部分起着输送的作用,但由于工作环境的特殊性,外界很难向其内部输送电力,进而无法实现信息交互、照明、报警等基本功能,存在很大的安全隐患。针对这种情况,在充分了解罐笼运行特性及机械结构的基础上,提出了一种以超级电容为储能单元的矿井罐笼自发电与能量回馈系统。整个系统包含交流发电、整流、直流侧稳压、DC/DC变换、储能等单元。为验证系统方案的可行性,在Matlab/Simulink仿真环境下搭建各单元仿真模型进行验证,并对仿真结果进行分析。结果表明,储能单元的加入为矿井罐笼系统功率平衡提供了有力支撑,基于超级电容的罐笼能量回收系统在很大程度够解决罐笼供给电能的问题。     

部分浸入水中弹性支承Timoshenko梁动力特性

研究了部分浸入流体中自由端具有集中质量块的等截面弹性支承Timoshenko悬臂梁横向振动的固有频率和振型特征.考虑梁横截面转动和剪切变形以及集中质量块引起轴向压力的影响,建立了支承处弹性水平位移约束和转动约束耦合情形下悬臂梁横向自由振动的数学模型.由于集中质量块的惯性力和惯性矩,此模型的边界条件与振动频率相关.推导了Timoshenko梁的频率方程和振动模态的广义正交条件.数值研究了集中质量块质量、转动惯量、质心距以及弹簧刚度系数等参数对Timoshenko悬臂梁固有频率的影响.数值结果表明：由于横截面转动和剪切变形效应的影响,相比于Euler-Bernoulli梁模型,Timoshenko梁的固有频率减小,对高阶频率的影响尤为显著;弹簧刚度耦合项的增大将减小梁的固有频率;轴向力的增加将减小梁的低阶固有频率,但对高阶固有频率的影响不大.     

山西煤矿安全因子分析评价

为了对煤矿安全进行科学客观的评价分析,进一步加强安全管理力度,采用因子分析的方法,研究了煤矿安全的发展规律和主要影响因素.结果表明:在煤矿生产过程中,各个煤矿机器设备等对安全产生的影响差别较小,管理、人员、环境等因子对煤矿安全的影响较大.将管理、人员、环境作为重点,对煤矿安全管理进行完善.该结论对煤矿安全生产具有一定的参考价值和指导意义.     

鼠笼弹性支承的刚度计算及其影响因素的分析

为了更加准确地计算出鼠笼弹性支承的刚度值,基于鼠笼弹性支承受力特性、鼠笼的加工方法和理论公式的推导等,进行了鼠笼弹性支承刚度的计算和影响因素分析。首先,在现有计算公式的基础上,结合鼠笼的加工方法和几何关系对理论计算公式进行了进一步的推导;然后,结合实验测试分析了鼠笼半径对鼠笼弹性支承计算刚度值的影响;最后,对比了推导公式和现有公式的计算准确性。研究结果表明：鼠笼半径对鼠笼弹性支承计算刚度值的影响较小,同时推导公式比现有公式计算的结果更加准确。     

双向运输带式输送机的动力学设计

矿山掘进工作面,需要同时向工作面运送支护材料和向外运输采掘下来的岩石（或煤炭）,两者运行方向相反,同时使用输送带的上、下分支恰好解决这一问题。以这一上、下分支同时运输物料的双向运输带式输送机为例,对其建立了动力学计算模型。依据作用于滚筒上力的平衡方程式,给出了双向运输带式输送机启动加速度和制动减速度的计算公式;按照匀加减速转动,给出了加速和减速时间的计算公式;依据输送带作用于滚筒上的静张力和动张力,给出了输送带在滚筒上不打滑的条件;按照不打滑条件和垂度条件分别给出了输送带最小张力的计算公式;依据托辊不圆造成对输送带的扰动,给出了激励频率的计算公式;依据弹性体动力学,给出了输送机的固有振动频率和输送带最大弹性变形量的计算公式,并附有设计计算实例。     

基于富水性分布的矿井奥灰含水层涌水量动态预测

矿井涌水量数值预测的精度与虚拟疏放孔布设的位置与时间密切相关,为提高矿井涌水量预测的精度,以蔚州矿区某矿井为例,建立基于地理信息系统(geographic information system,GIS)多源信息的奥灰含水层富水性分区评价模型,并将该分区评价结果导入到涌水量数值模型当中,根据矿井工作面的采掘衔接计划,通过在强富水区分阶段布设虚拟疏放孔,从而预测出研究区涌水量的动态结果.实例应用表明:本文方法提高了矿井涌水量预测的精度与实用性,对有效制订矿井疏排水方案,保障矿井安全生产具有重要的理论指导意义和实用价值.     

细锤杆锻锤的设计与振动分析

在设计出带弹性支承装置细锤杆锻锤的基础上，将其简化为一多自由度振动力学模型，并以被改造的２Ｔ气液锤锤头为例，对该模型进行了理论分析与计算。     

基于演化博弈的煤矿安全监管分析

安全监管是提高煤矿安全生产水平的有效途径.运用演化博弈理论构建了单一煤矿群体安全生产行为博弈模型和非对称煤矿安全监察博弈模型,通过复制动态方程的动态趋势和稳定性分析对煤矿安全监管进行了深入的探讨.结果表明:降低煤矿安全生产成本,降低监察成本和提高监察效率,提高惩罚力度等都将使煤矿安全监管博弈向着良好的方向演化.     

特种设备安全事故时间序列拓扑网络特征研究

 为揭示特种设备安全事故时间序列的非线性动力特征,以2005—2020年中国不同类型特种设备安全事故时间序列为对象,采用可视图法将特种设备安全事故时间序列转化为拓扑网络图,生成拓扑网络结构模型;利用拓扑网络理论分析节点度、网络密度、加权聚类系数、幂律指数、介数中心性等拓扑网络特征参数,挖掘特种设备事故发生的时间序列规律。结果表明：各类特种设备安全事故时间序列的拓扑网络具有小世界特性和无标度特性;拓扑网络的聚类系数均较大,社团结构明显;介数中心性越大的节点,对应年份发生事故概率越大。采用的拓扑网络分析方法能更简洁、直观地展示特种设备安全事故时间序列的拓扑网络结构,更全面地表征特种设备安全事故时间序列的非线性动力特征,可为特种设备安全事故预测提供理论基础。     

基于云模型和D-S理论的煤矿安全管理评价方法

针对传统评价方法处理某些指标时无法同时反映模糊性和随机性的缺陷,提出基于云模型定性与定量互转模型和D-S理论权重确定方法的综合评价方法.综合考虑煤矿安全管理影响因素,建立以设备管理、作业环境管理、信息管理、人员分配管理为二级指标的煤矿安全管理系统指标体系.霍州煤电集团宋庄煤矿的安全管理系统评价结果表明,该方法科学、有效.     

基于软岩流变特性的边坡动态稳定性分析

以新疆华宏矿业北山露天煤矿边坡砂质泥岩为对象,对砂质泥岩弱层进行室内单轴压缩蠕变实验研究.采用西原体蠕变模型得到砂质泥岩的蠕变方程和松弛方程,结合Hoek-Brown准则反演了砂质泥岩弱层岩体的时变强度参数.应用FLAC3D有限差分模拟软件,对北山煤矿首采区非工作帮边坡进行动态稳定性分析.结果表明,由于砂质泥岩弱层强度参数随时间不断减小,边坡安全系数随之降低,历时18年左右,边坡安全系数从159逐渐降低到115,低于规范要求.研究结果为服务年限内矿山边坡动态安全预测提供了理论依据.     

一种有效的安全裕度测试加速算法

阐述了安全裕度测试的过程。分析了安全裕度测试过程中被控设备的非线性,以及电磁场信号的损耗对控制系统产生的影响。针对实际测试过程测试时间长的问题,通过对非线性测试设备进行数学建模的方法改进系统模型。提出一种在测试过程中,动态计算系统模型特性参数,预估被控设备给定信号量,以及控制偏差逐渐减小的方式,动态逼近给定极限值的加速算法。确保了系统的控制精度,加快了系统的测试速度。