深海采矿扬矿管的运动对流动参数影响的研究

结合深海开采扬矿应用条件建立了模拟扬矿管升沉、摆动和倾斜的提升试验系统, 进行了较大摆幅和较宽频率范围的试验, 获得了比较全面的试验数据, 建立了计算模型。研究所确定的提升管升沉、摆动和倾斜对管内流动参数的影响规律已应用于5 000 m深海采矿系统中试技术设计和1 000 m水深海试采矿系统设计及其扬矿设备的研制。     

深海采矿系统波浪中耦合运动的模型试验研究

深海采矿船与扬矿管系统的耦合动力分析对采矿系统的研发应用具有重要意义。为了研究波浪引起的扬矿管和采矿船之间的耦合动力响应,采用等效截断设计原则,对扬矿管截断模型的弹性模量、轴向刚度以及单位长度质量等特征参数进行优选,得到了合理的截断模型参数。基于相似理论建立了深海采矿5000 m扬矿管耦合动力学试验模型,解决了深海采矿系统在有限水深试验条件下进行模型试验的问题。同时开展了不同波高、不同波向角和不同矿仓质量下采矿系统模型的耦合运动试验,结果表明,波高、波向角和矿仓质量对耦合响应的幅值、耦合作用时间均有较大影响。该试验模型的建立,为后续管道稳定性和升沉补偿特性的研究提供了技术基础。     

日本大洋多金属结核开采试验的进展

日本早在 2 0世纪 70年代就把深海资源的开发列为一项基本的矿业政策 ,制定了 17年的大洋多金属结核 (锰结核 )采矿系统研究开发计划 ,投入大量人力、物力和财力 ,经历了单元技术开发、小规模采矿系统的设计和开采系统的详细设计制造阶段 ,于 1997年在北太平洋水深 2 2 0 0m的Marcus-Wake海山上进行了多金属结核的采矿试验并取得了成功。本文较详细地介绍了日本的深海采矿试验系统 ,海上试验———包括结核矿采集试验、在海上扬矿管的下放与回收、陆上软管弯曲试验和陆上空气压缩机运转试验等 ,还对日本深海采矿技术开发的指导思想和试验结果进行了评论     

波流联合作用下深海扬矿管的水平液动力载荷

深海多金属结核采矿系统由集矿机、输送软管、中间矿仓、扬矿管及采矿船等组成，如图1所示。其基本工作原理是：采矿船在海面按设计的线路行走，同时集矿机在海底运行并采取半埋入海底表面的多金属结核。采集的结核在集矿机内清洗、脱泥和破碎后，经软管输送到连接于扬矿管下端的中间矿仓，并经扬矿管扬送到海面的采矿船上。串接于扬矿管道中间的潜水矿浆泵作为动力装置，将中间矿仓内的结核矿浆吸入管道并泵送到采矿船上。     

5000m扬矿管纵向振动研究

运用有限元的方法对深海采矿系统中的扬矿管进行了静力分析和动态分析,将５０００ｍ扬矿管等分成２０个两节点梁单元,应用等效线性化方法及结构对地震的反应原理建立了扬矿管纵向运动模型．采用ＡＤＩＮＡ有限元分析软件．通过研究在海水中不同海浪周期下扬矿管的振动特性可知：扬矿管的一阶纵向共振周期处于海洋中海浪通常出现的周期范围内;共振时扬矿管顶端与末端的纵向振动的相位差接近１８０°,产生轴向应力很大,给管子的设计和操作带来极大的影响．     

深海采矿船设计的研究

就流体提升式采矿法所拟用的深海采矿船的设计问题做一探讨。提出了对深海采矿船的设计要求、采矿船特性参数和基本结构以及采矿设备配置等问题。同时，还介绍两种采矿船设计方案，并对重点设计问题作了技术说明。     

煤矿井下潜水电泵系统设计

为确保煤矿井下主排水系统设备的正常运转,按照《煤矿安全章程》的规定设置了煤矿井下潜水电泵系统。以某矿具体要求,通过对潜水电泵设备方案比选和具体设备布置,确定了方案1为推荐方案,并又通过对设备布置方案的比较,确定为斜卧式模式。该系统通过井下实际运行,取得了较好的效果。     

深海采矿扬矿管纵向振动的有限元分析

建立了深海采矿扬矿管的纵向振动微分方程,应用矩阵迭代法求取扬矿管的固有频率和固有振型,使用MAT-LAB得到了扬矿管固有频率,并绘制扬矿管的固有振型曲线。采用直接积分法中的Newmark法求解扬矿管的动力学响应,利用abaqus对扬矿管的纵向振动进行了仿真计算,绘制了扬矿管上4个位置的振动随时间的变化曲线,以及在10个采样时间点扬矿管振动随位置的变化曲线。     

深海采矿扬矿硬管纵向振动的解析分析

深海采矿系统中，扬矿管纵向振动是影响扬矿管寿命的主要因素。本文对带有泵组及中间仓的阶梯式扬矿管的纵向振动进行了建模，并用解析方法对方程进行求解，通过计算机的模拟计算，分析了扬矿管纵向振动稳态响应的特性。     

矿用隔爆型潜水电泵测试结果的不确定度分析

介绍了矿用隔爆型潜水电泵不确定度的评定方法。不确定度是能定量说明矿用隔爆型潜水电泵检测结果质量的重要参数,对矿用隔爆型潜水电泵各项参数进行不确定度的计算,可以对产品的质量进行更加客观有效地分析。依据矿用隔爆型潜水电泵试验标准以及测量标准,对矿用隔爆型潜水电泵测试结果的不确定度进行计算分析,保证测试系统各环节不确定度符合标准要求,从而保证潜水电泵各测试数据的科学性和有效性。     

潜水电机技术专利发展状况及共现分析

潜水泵广泛应用于工业、农业及海洋装备等领域,潜水电机作为潜水泵的心脏,直接影响着相关产品的质量,通过专利挖掘技术分析潜水电机的专利信息对加快相关技术创新意义重大。在检索和分析我国潜水电机制造专利的基础上,综合运用专利管理地图与专利技术地图,对相关专利进行了系统分析,归纳总结了我国潜水电机技术发展现状及趋势,对专利数文本进行社会网络分析,识别技术热点,进而提出了相关对策与建议,以期为我国潜水电机构建海量专利信息下的技术创新路径提供有益的参考。     

大洋锰结核深海开采扬矿技术

介绍了国外大洋锰结核深海开采扬矿技术与关键设备的研究开发状况和我国扬矿技术研究现状。通过对各种扬矿方法优缺点的分析评价得出采用矿浆泵水力提升和气举泵提升进行深海开采扬矿的现实可行性, 认为矿浆泵提升最有可能成为商业开采的第一代扬矿方法。为了有效开采大洋锰结核, 应十分重视扬矿参数的基础研究和扬矿设备的研制。     

深海粗颗粒矿石垂直管道水力提升技术

全面论述了近30年来国内外深海采矿垂直管道水力提升技术的发展和研究现状, 对十几个国家深海采矿垂直管道水力提升系统进行了描述和分析, 重点介绍了我国深海采矿垂直管道水力提升技术的研究成果。从管道输送安全角度考虑, 论述了垂直管道堵塞的关键问题和解决措施, 可为我国深海多金属结核、富钴结壳和热液硫化物等金属矿产资源垂直管道水力提升技术的研究提供参考。     

深海扬矿系统的柔性多体系统动力学仿真

为研究深海扬矿系统动力学特征, 开展了扬矿系统柔性多体系统动力学仿真研究。基于柔性多体系统动力学理论, 提出了深海扬矿管道柔性多体建模方法。对经典的梁受迫振动问题进行了动力学仿真并与解析解进行了对比, 验证了方法的正确性。针对实验室模拟系统建立了深海扬矿系统柔性多体系统动力学模型并进行了动力学仿真研究, 结果表明管道形态、应力等仿真结果与实验结果符合较好。本研究可为深海扬矿系统动力学研究提供参考和依据。     

煤矿主排水泵联合运行时的合理匹配

实测单台水泵通过一条管路排水的技术性能,分析影响流量和效率的主要因素;实测每2台水泵通过1条管路排水的技术性能,分析水泵并联运行的效果,从而总结出水泵联合运行时合理匹配、提高并联效益的方法和途径。     

深井潜水泵电动提升装置的设计与研制

车载式电动提升装置由绞盘、动力设备、传动系统、导向装置等构成.介绍了绞盘系统、动力设备与传动系统的设计和制作,以及电气控制电路、导向装置的设计.该装置从根本上改变了地浸作业深井潜水泵在钻孔中提升和下放原来完全依靠人力的状态,大大降低劳动强度,提高了牛产效率和操作过程的安全性.     

中国深海采矿技术的发展

我国深海采矿技术的研究历经15年的发展,基本完成了深海多金属结核开采专有技术体系的构建及主要装备的研制。在解析发展背景、总结技术进步的基础上,对如何加快我国发展深海采矿技术提出了新的见解。     

柳林地区煤层气排采工艺技术初探

本文从柳林地区地质及储层特征等技术层面上进行分析,采用数值模拟的方法,根据柳林地区不同地点不同的地质特性,设计了对应的排采设备及排采方案,尝试并使用了电潜泵、螺杆泵,游梁泵三种不同类型的泵,首次在该区试验采用丛式井组的煤层气生产方式,使该区的煤层气生产取得了历史上的突破,水平井产量超过了 15000m3/ d,直井最高产气量达到 1800m3/ d,应用情况表明,该排采工艺技术能较好地满足柳林地区煤层气井排采的需要,为该区大规模开采煤层气积累了宝贵经验。     

垂直提升管道中粗颗粒滑移速度试验研究

为了研究粗颗粒在深海采矿管道系统中的滑移速度, 采用粒子图像测速法对粒径为10 mm, 30 mm, 50 mm的锰结核、富钴结壳、多金属硫化物和模拟结核颗粒在垂直提升管道中的滑移速度进行了研究。试验结果表明, 粗颗粒矿石在提升管道中的滑移速度随颗粒形状系数、颗粒粒径和颗粒密度增加而增加, 随水流速度增加而减小。得到了粗颗粒矿石滑移速度计算公式, 计算结果与试验实测数据吻合较好, 对提升管道水力输送系统机理研究有一定参考价值。