FLAC~(3D)可破断锚杆单元完善及深部煤巷应用

为进一步完善基于FLAC~(3D)的可破断锚杆单元,分析了以任意单元极限伸长量为破断判据的原可破断锚杆单元存在的缺陷;提出了基于锚杆自由段总体伸长量的锚杆破断判据,修正了原可破断锚杆单元;开展了锚杆杆体拉伸试验,结果表明修正后的可破断锚杆单元更加符合实际。以深部煤矿实际工程为背景,进行了数值模拟对比分析,结果表明:自带cable单元不具有破断属性,将会使支护设计偏于危险;原可破断锚杆单元方案中锚杆过早地全部发生破断,实际锚固效果被抑制;修正后的可破断锚杆单元能准确反映实际锚固效果,与工程实际更吻合。进一步开展了锚固参数正交试验,结果显示锚杆破断率随间排距增大而显著增大,随锚固长度和预紧力的增加先增加后减小,受预紧力影响相对最不显著;基于此提出了深部煤巷锚固参数优化原则,并得到现场验证。     

销轴和套筒在链板联接中的受力及运动研究

在滚子链中，因为销轴与外链板、套筒与内链板乏间若达不到足够的联接牢固度，将出现由于相对转动而产生的磨损，致使链条丧失正常的工作能力，称之为非正常失效。而对于多板销轴链，这种磨损又是正常的，但其磨损的规律是什么样的?怎么使其更耐磨?其实质都是涉及销轴、套筒分别与其相连联接链板的受力及运动有关。为此，本文从不同的情况下分别分析、研究，进而得出其共性的结论。     

基于ANSYS Workbench圆柱滚子轴承有限元仿真

为了对圆柱滚子轴承静、动态特性进行更加深入的了解和改善,以NU208E圆柱滚子轴承为研究对象,建立轴承三维模型,导入ANSYS Workbench建立轴承接触特性和模态有限元仿真模型,在实际极限工况下对轴承等效应力、弹性等效应变等接触特性和模态进行仿真分析。仿真结果表明:轴承等效应力、弹性等效应变主要分布在圆柱滚子与内、外圈接触部位,且满足实际工况要求;不同模态阶数下的振动频率、振型及总变形量不同。该研究为圆柱滚子轴承承载特性和综合力学性能的提高、结构优化及振动噪声的减小提供理论依据。     

新型锚杆(索)让压减震环的试验分析

基于巷道掘进过程中围岩应力变化、支护与围岩变形的关系,探讨了让压锚杆(索)的支护作用机理。提出了一种新型让压减震装置,对其结构特点、变形特性进行了试验分析,结果表明装置不仅可实现让压功能,同时具有冲击荷载作用下减震的作用,避免锚杆(索)因应力过大而破断的问题,更加有利于巷道围岩的整体稳定。     

深部高应力巷道锚杆脆塑性破断机理研究

针对各种高应力巷道锚杆破断导致的支护失效难题,采用理论分析、数值计算、现场试验等手段,分析了巷道围岩变形的组成与锚杆破断形态,研究了不连续变形的垫衬效应及其与锚杆脆塑性破断过程的内在联系。认为垫衬效应是导致锚杆脆性断裂的根本原因,提高锚杆预紧力是消减垫衬效应的有效手段,普通锚杆强度、延伸率与连续变形的不协调性是锚杆塑性破断的根本原因,提高锚杆强度与伸缩率是强力协调围岩变形稳定的有效途径。     

超高强热处理锚杆开发与实践

我国煤矿锚杆强度偏低，对冲击吸收功没有指标要求。通过对煤矿井下锚杆破断情况调查及分析，发现锚杆破断强度低、夹杂物含量高、冲击韧性不足、抗冲击能力不够是造成杆体脆断的重要原因，冲击韧性值低是发生脆断的材质内在因素。介绍了超高强热处理锚杆的主要工艺，对超高强热处理锚杆材料进行了拉伸、拉扭弯及力学性能实验室试验，数据显示这种材料在受拉、扭、弯的情况下可以承受较高的载荷，特别是冲击吸收功指标，是热轧强力锚杆的数倍。在潞安集团漳村煤矿动压巷道进行了井下现场试验，对超高强热处理锚杆受力情况进行了监测，锚杆施加预紧扭矩后初始预紧力为52~98 kN，受力稳定后最大受力为223 kN，小于其破断极限，矿压监测数据表明，支护系统有效地控制了围岩的变形，支护效果良好。     

高水平应力条件下锚杆锚索耦合让压支护技术试验研究

首山一矿己15-12010工作面由于受构造应力的影响,机巷初掘期间巷道变形大,锚杆锚索破断严重。为实现安全生产,根据耦合让压支护的理念,设计了合理的锚杆锚索支护参数。经现场试验表明,采用捷马高预应力让压均压锚杆及让压"鸟窝"锚索,解决了锚杆锚索破断问题,有效地控制了巷道围岩变形。     

恒阻吸能锚杆力学特性与工程应用

地下工程面临大量高应力、极软岩等复杂条件,导致围岩应力集中、能量积聚,易发生围岩大变形。高强度、高预紧力、高延伸率以及高吸能特性的锚杆支护是大变形围岩的有效支护方式。传统锚杆支护存在强度低、延伸率不足等问题,支护体系易发生破断。基于此,自主研发了具有高强、高延伸率特性、可施加高预紧力的恒阻吸能锚杆,开展了新型锚杆、普通锚杆与恒阻大变形锚杆的静力拉伸与动力冲击对比试验。结果表明,在静力学性能方面,新型锚杆的屈服强度和破断强度分别为普通锚杆的2.06和1.62倍以上,具有高强、恒阻的力学特性。新型锚杆的最大力延伸率和断后延伸率分别是普通锚杆的1.52和1.26倍以上,单位长度吸收的能量是普通锚杆的3.05倍,具有高延伸率、高吸能特性。在动力学性能方面,新型锚杆的单次冲击平均位移量相比普通锚杆降低了47.0%,延伸率是普通锚杆的1.53倍,单位长度吸收的能量是普通锚杆的2.77倍,表明新型恒阻吸能锚杆具有良好的抗冲击能力和整体变形能力。恒阻吸能锚杆具有高强、高延伸率、高吸能特性,提出了恒阻吸能锚杆支护思路,并将新型锚杆在大断面隧道和深部高应力矿井现场进行了应用,现场监测结果表明,采用恒阻吸能...     

深部高水平应力巷道倾斜锚杆破断机制及加强支护时机

针对深部高水平应力下巷道倾斜锚杆承受弯曲、拉伸为主的复合荷载作用，易发生破断失效导致巷道局部失稳问题，以山东能源集团孙村煤矿2424工作面下平巷为工程背景，调研得到了倾斜锚杆破断特征，推导了内力与内力矩分布、破断危险断面位置及相当应力表达式，建立了以危险断面最大相当应力为指标的破断力学判据，揭示了不同锚固参数与侧压系数对最大相当应力的影响规律，即最大相当应力随侧压系数、锚固长度和预紧扭矩增大而增大，而随锚杆安装角度增大呈现先减小后增大再减小的趋势。在此基础上，利用FLAC软件内置Fish语言实现了对锚杆危险断面最大相当应力的表征，定义了以危险断面最大相当应力与许用应力比值表示的危险系数K,并以此为指标提出了加强支护时机确定方法，获得了不同加强支护时机下围岩变形破坏规律。随着加强支护时的危险系数K增大，锚杆危险断面最大相当应力、围岩整体变形量与集中应力先减小后增大，危险系数K较小时，浅部围岩弹性能积聚较大，自承载能力发挥不足；危险系数K过大时，围岩变形量大、破坏严重，整体稳定性差。确定了2424工作面下平巷合理加强支护时机为危险系数K取0.8,现场加强支护实践表明，在危险系数为0.8(超...     

强力锚杆杆体尾部破断机理研究

针对煤矿井下部分强力锚杆尾部螺纹发生破断且无“径缩”问题,对锚杆杆体尾部螺纹段进行了受力分析,得到由于变径导致应力集中,球面自锁、球面回转中心不合理导致球面自锁使锚杆受力恶化;对杆体尾部进行了实验室试验,对破断杆尾进行了化验分析,试验了不同安装角度对锚杆受弯断裂的影响;采用有限元数值模拟方法,介绍分析了杆体尾部的力学状态及应力分布状况,得到最不利受力位置。在潞安漳村矿井下强烈动压巷道进行了工业性试验,针对部分锚杆出现破断问题,提出多项优化方案,减小有害受力对杆体的影响。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。