深海采矿集矿机的设计

集矿机是用于水深５０００ｍ左右，环境条件复杂恶劣的海底集其表层多金属结核矿石的设备。文章以深海采矿最新研究成果为依据，结合科学技术进步可能实现的目标，对工业开采使用的集矿机设计进行了探讨。     

深海集矿机测控系统的研究开发

采用基于Compact PCI 接口的工业控制计算机组成网络, 利用自行开发测控软件和监控软件, 综合利用DGPS、水声定位技 术等, 实现对深海自行式水力集矿机的智能控制, 成功地进行了130 m 水深的采矿系统综合湖试。试验表明深海集矿机测控系统稳定、可靠, 满足集矿机测控要求, 为采矿系统1 000 m 浅海试验奠定了坚实的基础。     

深海履带式集矿机设计的研究

集矿机是深海流体提升式采矿系统的核心设备。基于太平洋Ｃ－Ｃ区锰结核的赋存条件，介绍集矿机的采集原理、类型及其设计要求，并着重讨论了履带式集矿机在集矿头与行走机构设计方面必须考虑的问题，对我国现阶段的集矿机研制工作具有参考意义。     

海底集矿机的绕障行走控制

用集矿机进行海底采矿时，会遇到障碍物，若利用测障声纳，可得到与障碍物有关的标准信号，从而确定集矿机的转弯路径，实现绕障控制。文章介绍了测障声纳的工作原理，行走控制步骤以及模型集矿机绕障行走试验过程中测得的数据。试验研究表明，测过声纳测障，可使集矿机按规划路径进行绕障行走。     

深海采矿集矿机的研究与开发

介绍了我国深海采矿集矿机的研制背景和研究开发历程,对我国现有深海采矿集矿机的组成与结构特点、关键技术问题及其解决情况进行了总结。对集矿机在我国深海采矿研究中的应用,及其在深海底栖工程装备方面的移植和拓展前景进行了展望。     

深海履带式集矿机设计的研究

集矿机是深海流体提升式采矿系统的核心设备。基于太平洋Ｃ－Ｃ区锰结核的赋存条件，介绍集矿机的采集原理、炎型及其设计要求，并着重了履带要矿机在集矿头与行走机构设计方面必须考虑的问题，对我国现阶段的集矿机研制工作具有参考意义。     

SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统的研究

集矿机在数千米以下的深海底进行采矿作业时,如何掌握集矿机所在确切位置,实时跟踪集矿机的运行轨迹,并控制集矿机在特定的矿区按照规划的采集路线进行行走和采矿,是集矿机导航定位系统研究亟待解决的问题。由于深海工作环境的特殊性,目前国内外应用的深海导航定位大多采用应答式的基线水声系统,但在深海应用中暴露出精度不够、干扰严重、滞后严重等问题,无法满足集矿机定位要求。SGZD-1型深海集矿机惯性导航定位系统以萨格奈克效应作为理论基础,利用激光陀螺捷联惯性测量技术,首次将该项新技术成功应用于深海水下移动设备,有效地解决了水声定位存在的问题,使深海水下移动设备的导航定位有了突破性进展,最大误差降至1 m以内,满足了集矿机水下定位要求,并使我国在这一研究领域迈进世界先进行列。     

深海采矿集矿机定位系统的研究

为了采集海底资源,世界有关国家研制了不同结构的集矿机。但确定集矿机与采矿船的行走路线是深海采矿的难题。介绍了利用短基线声学原理进行集矿机定位,并阐述了定位系统的工作原理、系统组成、水下集矿机的运行轨迹,以及抗干扰的对策和延时的修正。     

基于OpenGL的深海采矿系统监测可视化

随着人类文明进展速度的加快，陆地资源日趋短缺和枯竭。为此，世界上许多国家开始把目光投向丰富的海洋矿产资源，并且把开发利用海洋资源作为基本国策，深海资源开采技术及装备已成为各先进工业国家的重要研究对象。1991年3月5日，中国大洋矿产资源研究开发协会(COMRA)在联合国登记为国际海底开发先驱投资者，1999年3月中国已在东太平洋海底最终圈定了一块7．5万km^2的“战略金属资源基地”。     

新一代海底履带式集矿车“鲲龙500”行走性能分析

基于地面车辆力学理论, 开展了模拟履带板与底质压陷和拖曳特性的试验研究, 建立了深海特殊底质地面力学模型, 进行了新一代履带式集矿车“鲲龙500”的直线行走性能多体动力学仿真, 并利用“鲲龙500”实验室试验验证其正确性, 在此基础上对“鲲龙500”的行走性能进行了分析。结果表明, 集矿车两侧履带的速度差越大, 其转弯半径越小; 相比于陆地重黏土, 集矿机在深海土壤上转弯半径小, 转动角速度大。     

深海钴结壳螺旋采集式采矿头仿真研究

利用虚拟样机技术,采用Pro／E软件三维参数化建模、ADAMS软件可视化仿真,建立了一个钴结壳螺旋采集式采矿头的虚拟样机。结合虚拟样机和相似理论建立了一个具有双螺旋线、可安装36个截齿的采矿头试验台,并通过大量试验验证了所建立虚拟样机的正确性,为采矿头的结构参数和运动学、动力学参数的优化提供了设计平台和验证场所。     

基于SolidWorks的齿轮减速器三维设计及运动仿真

利用SolidWorks软件可建立齿轮减速器所有零件的三维模型;在虚拟装配的基础上,高度仿真减速器的运动,完成了模拟设计减速器。通过该设计方法,可以大大提高产品的设计开发效率,节约开发成本。     

基于Unity 3D的岩心钻机模拟操作系统设计与实现

自2008年起,我国地勘行业投资规模迅速增长,随后快速回落,近年来市场规模趋于稳定,预计2020年我国的岩心钻机相关市场规模约为100亿元左右,从业人员也将超过5万人。为了使我国岩心钻机操作人员能够掌握在“高精尖”设备转型下的自动化全液压岩心钻机的操作技能,本研究利用虚拟现实技术,还原岩心钻机的实际现场工作状态;采用SolidWorks,3ds Max,Cinema 4D等软件对钻机进行三维建模、坐标更改和纹理着色;以C#语言为脚本,研究关键帧动画设定、摄像机视角控制、刚体碰撞模块、射线检测等技术,提出基于Unity 3D的岩心钻机模拟操作系统设计方案并最终实现。该模拟操作系统具有多视角展示、钻进控制、参数显示和语音指导等功能,呈现了能够身临其境的钻机操作体验。     

井巷工程三维可视化系统设计及实现

井巷工程三维可视化系统是地矿工程三维可视化仿真系统的重要组成部分。将井巷工程三维可视化子系统分为分割处理、体素化处理、矿体与工程可视化绘制、矿体与工程真三维显示和工程量计算等5个子模块进行了设计，将数据库分为开拓系统、采准切割两部分进行了数据表设计。基于VC++编程语言和SQLServer数据库完成了系统实现，并在某一具体铁矿山进行了实际应用。     

基于3D虚拟仿真技术的矿山救援医疗急救培训系统设计与实现

针对当前矿山救援队主要采用医用人体模型进行医疗急救模拟训练内容和方式过于单一和理想化的现状,采用计算机3D建模、Unity3D的UGUI、消息中心通信方式等技术,开发矿山救援医疗急救培训系统,以达到复杂环境中对复杂伤情进行医疗急救模拟训练的目的。介绍了该系统的总体设计方案及其实现的关键技术,可实现医疗急救培训的可视化和交互性操作,受训人员利用该系统,可以更容易熟悉矿山救援医疗急救过程,掌握急救技能,提高现场急救能力。     

基于三维可视化技术底板穿层钻孔瓦斯抽采仿真系统研究

针对煤矿工程人员对钻孔瓦斯抽采工艺认识及在安全培训中的不足,以淮南矿业集团潘二矿底板瓦斯抽采场为例,基于三维可视化与虚拟仿真技术进行了底板穿层钻孔瓦斯抽采工艺仿真系统的设计与开发,利用3DMAX三维建模软件对矿区煤岩层赋存状况及钻机、注浆泵等设备进行三维模型的创建,提出了系统设计开发的工艺流程,开发了基于三维可视化及虚拟仿真技术的穿层钻孔瓦斯抽采仿真系统。     

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。     

基于二次调节技术采煤机截割部加载系统设计与仿真分析

大功率采煤机截割部,结构复杂、承载能力突出、控制运转要求严格。应用调节技术设计采煤机的模拟试验台,结合采煤机负载图谱对系统进行多参数多输入控制,使之有效、可控、易于实现,达到良好的经济效果。     

金川龙首矿深部开采的数值模拟分析研究

随着金川龙首矿开采的不断进行以及采区的不断下降,深部矿体开采的安全性是一个十分重要的问题。根据龙首矿的地质条件、开采技术条件及生产现状,依照矿山采用的下向六角形进路式采矿方法建立了三维模型,并利用数值模拟方法分析研究开采过程中上部充填体及围岩的稳定性,可为矿山的深部安全生产提供依据。