液压支架顶梁的结构静力分析及优化

以ZY6800型号液压支架顶梁为研究对象,采用SolidWorks软件建立其三维模型,导入ANSYS Workbench有限元软件进行结构静力分析,并以顶梁材料最省为目标,对顶梁结构进行分析优化,得到顶梁材料最省时相关板厚的最优尺寸参数。     

基于可靠性视角下的液压支架顶梁的轻量化设计

针对液压支架顶梁笨重、耗材的弊端,提出了基于ANSYS/OPT模块的轻量化设计方法。轻量化设计前的顶梁最大米塞斯应力为933.67 MPa,超出材料的许用应力,应用ANSYS/OPT模块对顶梁进行结构尺寸优化,使其在满足液压支架设计准则的前提下,对原有的顶梁模型进行改造,改造后的顶梁最大等效应力为632.667 MPa,整体质量减少了12.27%;最后利用ANSYS/PDS模块对优化后的顶梁的可靠度进行近似计算,结果表明顶梁的可靠度为97.8%,满足工程要求,为顶梁的优化设计提供了科学依据。     

基于ANSYS/PDS模块的液压支架顶梁可靠性分析

通过ANSYS/PDS模块对液压支架顶梁做可靠性分析,把结构尺寸、材料属性、外载荷均定义为随机变量,得出了顶梁的可靠度以及影响顶梁强度的关键因素是主肋板厚度,为液压支架后续的优化提供了科学的依据。     

基于COSMOSWorks的液压支架顶梁优化设计

以Solidworks为平台建立液压支架顶梁的三维模型,应用COSMOSWorks模块对顶梁偏载工况下的承载能力进行有限元分析,并根据分析结果进行优化设计,实现了顶梁重量的减轻,优化效果显著,为相似结构的设计提供了有益参考.     

基于Workbench薄煤层支架整架有限元分析

为研究薄煤层液压支架静力学承载特性,以薄煤层液压支架ZY2100/8/15为例,分析了其在井下支护时载荷较为恶劣的2种组合工况。采用有限元分析方法及内加载方式对上述工况进行模拟,探究了薄煤层液压支架自顶而下的应力、位移变化特点。针对分析结果显示的顶梁强度较弱问题,给出某些危险区域肋板加厚的建议。提出的自顶而下的应力分析方法,对薄煤层液压支架的结构优化设计及母材分配具有重要意义。     

液压支架顶梁的多工况优化设计与研究

利用ANSYS Workbench DesignXplorer多目标优化模块,对液压支架的顶梁进行了多工况优化设计,得到了可信度比较高的优化设计结果,并且通过响应曲面,对顶梁各个参数之间的关系做了分析,为液压支架的设计提供了参考依据。     

带式输送机传动滚筒有限元分析及结构优化

利用有限元软件ANSYS Workbench,对某轻型带式输送机传动滚筒进行了静力学分析,基于静力学分析结果,利用Design Exploration模块对滚筒结构进行了优化。优化后的传动滚筒在最大应力、质量方面都有了较大改善。     

基于Workbench的液压支架顶梁优化设计

利用ANSYS Workbench软件对支架的顶梁进行虚拟的压架试验,分析仿真结果,找到能够反映支架强度刚度的性能指标,利用Design Explorer模块,对支架的顶梁进行优化设计,找到影响支架强度刚度、质量的主要因素,并对优化结果进行圆整处理,最终得到可信度比较高的优化方案。     

基于遗传算法的螺旋钻采煤机传动部优化设计

利用遗传算法在非线性规划问题优化中的优越性,对螺旋钻采煤机传动部减速器以体积最小建立数学模型,并进行优化得到优化解。其体积的减小对整机体积减小和巷道宽度减小有重要意义。     

基于ANSYS的带式输送机滚筒改进设计

针对滚筒缺失理论设计准则和安全因素过高的问题,基于Ansys Workbench建立滚筒的静力学分析流程和Design Exploration模块与静力学分析结果,以板厚、轴径为设计变量、滚筒质量为优化目标、应力为控制函数进行滚筒质量的优化设计。优化设计后滚筒减重499.6kg,降幅达到14.73%,大幅降低了滚筒的自重,减少了生产制造成本和材料浪费,为滚筒理论设计准则的确定提供了方法。     

深部倾斜煤层动压巷道围岩控制技术研究

为了解决庞庞塔矿深部倾斜煤层工作面回采巷道受侧向工作面采空产生的高集中应力和动压影响造成的支护困难问题,采用了支护材料、方法和支护参数优化设计,以达到减小巷道整体表面变形,保障回采工作面安全、高效开采的目的。根据庞庞塔矿5-107工作面回采巷道实际条件,研发了尺寸为150×150×10mm的高强度方形带拱锚杆托板和尺寸为300×300×16mm的高强度方形带拱锚索托板,提出了及时高预紧力、强力锚杆锚索、强护表构件和强帮支护的耦合支护技术,对5-1071巷和5-1072巷进行了支护参数优化设计,巷道矿压监测数据的分析结果表明,优化设计后的巷道变形处于可控范围。     

采动影响下极软围岩支护参数优化设计

针对采动影响下的极软围岩控制问题,在原有支护设计的基础之上,采用数值模拟手段对贵州兴义矿区极软岩巷道进行了支护参数的优化设计。根据锚、喷、网、索、梁的支护方式,考虑锚杆的间排距、锚杆长度等因素,设计了9种计算方案;采用FLAC软件分别对这些方案进行了计算,根据计算结果可到支护的最优方案。该方案用于现场后,巷道围岩变形得到了较好的控制。     

基于遗传算法的重型矿用自卸车车斗优化设计

基于遗传算法对采用HARDOX钢板的重型矿用自卸车车斗进行优化设计,确定了自卸车车斗优化问题中的优化变量,以车斗钢板最小总体积(质量)为最优目标,根据强度要求、承载能力要求、固有频率限制等约束条件,建立了优化问题的数学模型,得到了优化后的车斗尺寸。基于遗传算法得到的车斗各板壁厚明显降低,对设计载重为290 t的车斗,经过试算,减重9.6%、柴油节约8%、轮胎节约7%、生产效率提高3%、维修维护减少15%、推土机等辅助工具减少12%,验证了遗传算法在自卸车车斗轻量化设计问题中的有效性和必要性。     

加长钻杆长度增大台车巷道掘进循环进尺试验与应用

赞比亚谦比希铜矿使用大型无轨设备开采,巷道和进路式采场断面大。为发挥大型无轨设备的高效优势,客观要求增大巷道掘进循环进尺。通过改造凿岩台车推进梁、配套加长钻杆,增加了钻孔深度,经过钻爆参数优化试验,增加了掘进循环进尺。介绍了台车推进梁延长钻杆改造,钻爆参数优化试验及在井下巷道掘进中的应用情况,分析了增加巷道掘进循环进尺产生的经济和社会效益,可为其它类似矿山巷道掘进提供借鉴。     

通过采空区巷道的围岩稳定性控制研究

基于大通煤业材料大巷掘进过程中,面临通过小窑采空巷道破坏区时围岩应力集中、稳定性差、巷道施工难度大、安全危胁大等现状。通过理论分析、现场取样实验室参数测定、方案设计、专家会诊,提出了一次支护采用锚网索喷支护方式,二次支护采用钢筋混凝土边墙+矿用工字钢顶梁组合二次支护,通过公式推导和实践验证,采用的锚固方式和支护参数能够有效地控制围岩变形。     

特厚煤层小煤柱加固及双柔模墙留巷支护设计研究

为了解决特厚煤层分层开采底分层沿空留巷瓦斯超限问题,采用柔模混凝土沿空留巷技术,在白芨沟煤矿0102402工作面进行了特厚煤层分层开采沿空留巷应用,重点研究了巷道副帮小煤柱加固方案、特厚煤层分层开采双柔模墙沿空留巷设计方案。应用结果表明：在厚煤层底分层工作面实施双柔模墙开采技术后,现场留巷巷道顶底板形变量减小,巷道采空区侧顶板维护较好,顶板钢梁形变量小,整体留巷效果好,留巷巷道解决了下区段4个分层回采瓦斯超限问题,提高了煤炭采出率,对厚煤层及特厚煤层分层开采沿空留巷技术有良好的经济效益和应用前景。     

冲击巷道锚网支护参数优化研究

本文以华亭煤田巷道支护为工程背景,基于工程地质条件,采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,对巷道进行锚杆与锚索联合支护的数值模拟及参数匹配。在动力学条件下,对华亭煤田巷道的锚固支护进行研究,总结巷道开挖和支护中围岩变形的规律,揭示锚固支护机理。结合理论分析,在对锚杆、锚索联合支护设计的基础上,采用FLAC2D软件进行数值模拟计算,分析支护前后围岩位移变化情况,并揭示破坏机理。以顶底板和两帮相对移近量作为第一组指标,以锚杆(索)受力和变形作为第二组指标,对支护方案进行优化。     

复杂巷道工程三维可视化建模方法研究及应用

针对某矿山的具体工程实际, 运用Surpac、Dimine等数字化工具, 开展了矿山复杂巷道三维可视化建模方法研究, 形成了二种有效的巷道三维建模方法, 并通过分析、对比不同巷道三维建模方法的优缺点, 优化建模参数, 提高了巷道三维建模的精度。三维可视化建模方法在某矿山巷道的应用结果表明, 所建模型可靠, 可辅助矿山进行巷道优化设计和巷道工程施工计划编制等。     

岩巷“前探梁+穿铁背板”临时支护技术研究

目前煤矿井下岩巷受机械化程度低、巷道顶板岩性差等影响,无法正常使用机载临时支护时,多采用“前探梁+木背木”或打点柱进行临时支护,这两种临时支护方式存在耗时长、过程不安全、临时支护后效果差等问题。针对车集煤矿岩巷临时支护存在的问题,提出了“前探梁+穿铁背板”的临时支护方案,同时对临时支护流程进行了规范和优化。现场试验表明,“前探梁+穿铁背板”临时支护技术耗时短、临时支护过程安全、临时支护后效果可靠,相对原临时支护,该临时支护施工效率可提高一倍。“前探梁+穿铁背板”临时支护技术保障了职工安全,提高了工效,符合矿井安全高效发展要求,在煤矿岩巷施工中具有广泛的应用前景和借鉴意义。     

桁架锚索在急倾斜薄煤层沿空留巷的研究及应用

为了探索急倾斜薄煤层沿空留巷的新途径,提出了桁架锚索+W钢带+锚杆+金属网联合支护技术,建立了急倾斜煤层沿空留巷顶板岩层断裂的悬臂梁力学模型,采用碎胀体积法确定了工作面倾斜方向直接顶垮断的位置,通过静力学平衡方程确定了冒落矸石对桁架锚索的最大作用力,由此制定了支护设计方案,并经过了现场实践的检验,获得的成果可为急倾斜薄煤层沿空留巷设计提供良好借鉴。