立井井筒装备三维协同设计系统研究

国内部分煤矿设计院设计理念、设计工具比较落后,大都是用AutoCAD之类的二维绘图软件进行绘图,而后通过手工计算,再通过Office软件编辑设计计算文档,设计工作无法协同,设计结果也不能自动可视化,更不能进行分析模拟和仿真,设计效率低,不能满足未来智慧矿山建设的需要。因此急需立井井筒装备三维协同设计软件的开发。通过对传统立井井筒装备设计内容及流程的总结,提出立井井筒三维协同设计的理念及设计思路。系统的开发可以提升立井井筒装备的设计效率、投资决策速度,缩短项目设计周期,彻底改变传统的立井井筒设计。     

瞬变电磁三维显示技术在立井井筒超前探测中的应用

为解决立井井筒瞬变电磁超前探测剖面显示技术的非直观性、数据利用率低等问题,根据立井井筒空间形态的特点,设计了立井井筒瞬变电磁超前探测数据采集方法,提出运用Matlab语言和Voxler软件实现对探测成果的三维显示.文章结合某矿立井井筒超前探测应用实例,将超前探测数据进行三维处理,对异常体位置及范围进行了圈定,结果表明瞬变电磁三维显示技术在立井井筒超前探测中可以准确、直观地展现掘进前方含水低阻构造体的空间位置和延展范围,提高了瞬变电磁法超前探测的精度和显示效果.     

千米深井井筒装备快速安装关键技术

千米深井井筒安装施工中,采用3层半吊盘作为辅助设施施工,从上到下依次施工井筒标准段构件、非标构件、电缆、管路等构件,解决了符合各类立井的统一结构型式施工吊盘问题,实现了快速安全施工;深井安装质量控制采用整体稳大线工艺,提高了罐道及梁的安装精度;采用封闭式吊桶,变频稳车集控技术,视频监控装置等先进施工技术,对井筒装备施工进行全过程监控,解决了千米深井装备安装中的施工吊盘、立井稳线、吊桶、设备、监控、通讯、一次成井等的施工技术难题,为千米深井的施工积累了经验。     

山阳煤矿副立井刚性井筒装备设计及分析

为保证井筒装备设计工作的准确性和可靠性,介绍了立井井筒装备设计的发展历史及研究状况,并以山阳煤矿副立井井筒装备的设计为例,进行了具体分析和探讨。在明确矿井及井筒概况后,针对设计要求,回顾了井筒装备的选型计算及防腐设计。经过实践证明,该立井井筒装备已经运行了8年,运行情况良好,说明该受力计算满足现场的使用条件;通过对山阳煤矿副立井井筒装备的设计过程进行梳理,编制了不同层间距和不同材质的罐道选型表,为其他井筒装备罐道的设计提供了借鉴与参考,并建议开展超大终端荷载(提升终端荷载800～1 500 k N)提升条件下井筒装备结构设计的研究。     

Creo在煤矿井筒管路设计中的应用

本文对煤矿井筒管路荷载情况进行了分析,以国投哈密大南湖七号煤矿进风立井井筒管路设计为例,通过利用Creo软件对井筒管路的防弯装置和托管装置进行三维建模及有限元分析,简要说明Creo软件在煤炭行业三维设计中的应用。     

探讨1500m以上超深立井井筒施工技术

我国已经有部分金属矿山的立井井筒开拓深度超过1 500 m,国外立井开拓深度已经超过2 800 m。随着矿山开拓立井越来越深,立井施工难度越来越大。但是我国现有的施工装备及施工标准已不能适应深度超过1 500 m的立井井筒需要。根据印度RA矿的施工经验,探讨开拓深度超过1 500 m的超深立井施工技术。采用长段掘砌平行作业方式,尽量简化井内布置,利用大型提升悬吊设备实现超深立井井内设施悬吊,井筒砌壁时预埋井筒装备用的螺母盒,实现后期井筒装备快速安装的目的。     

基于工程参照法的立井井筒装备设计探讨

针对当前立井井筒装备中大罐道受力实测数据少,计算方法不尽相同,计算结果相差较大,设计随意性较大的问题,结合红庆梁副立井井筒装备设计情况,通过介绍几例已运行的立井井筒大罐道工程实例,提出了运用工程参照法设计立井大罐道的思路,为立井井筒装备,尤其是大罐道设计提供了一些有益的参考。     

一种液压控制机械臂式水钻机系统的研究

针对我国矿井立井井筒装备构件安装机械化水平低,在井壁混凝土标号较高且布置有多层较大钢筋时,钻锚杆孔及凿梁窝速度慢、劳动强度大的现状,研发了一种液压控制机械臂式水钻机系统,提高了立井井筒装备安装机械化水平,加快了施工进度,降低了施工人员劳动强度,节省了人工成本,系统的应用对于矿山立井井筒装备施工机械化具有重要的现实意义。     

井筒装备施工组织设计编制思路及方法

以焦作局古汉山副井等立井井筒装备工程为例，叙述了编制立井井筒装备施工组织设计应注意的问题及编制方法。     

双提升复杂结构井筒装备施工技术研究与应用

煤矿开采深度的增加煤矿改扩建和小煤窑整合的增加,立井建设深度的增加和直径的加大,使井筒装备的设计呈现出越来越复杂的趋势,特别是双提升复杂结构井筒装备的出现,传统的安装吊盘及施工工艺已不能满足施工要求。结合孔庄煤矿混合井井筒装备安装工程特点,通过研究设计施工吊盘,合理配置井筒装备施工临时设施,优化施工工艺,安全、高效地完成了大直径深立井双提升复杂结构井筒装备施工任务,提高了施工速度,降低了施工成本,为立井双提升复杂结构井筒装备安装工程积累了施工经验。     

立井井筒安全智能巡检机器人系统的研究

煤矿立井井筒作为矿井通往地面的主要进出口,其周围环境的安全状况以及井筒自身施工质量必须予以足够的重视。为了实时监测记录井筒环境参数、及时对井壁裂纹等状态进行评估和预警,设计了一套立井井筒安全智能巡检机器人系统。以STM32F103ZD为主控制核心,并将提升罐笼作为移动平台,通过高清摄像头和传感器等采集信息,经过WiFi无线传输至上位机,方便工作人员实时查看井筒环境状况以及相关设备运行情况,提高建设期及服役期井筒的安全保障能力。     

高深溜井井筒堵塞机理分析与治理

在前人总结的矿石在溜井中的移动规律及特点的基础上,通过对经常发生井筒堵塞事故的黑沟矿高深溜井的观测,发现高深溜井在垂直全断面连续性矿石移动区之上存在垂直全断面阶段性矿石移动的特性,该特性是由溜井中流动矿石散体的搭拱效应所产生,井筒中拱的形成和破坏交替进行,从而使矿石的放出呈现脉动过程;由此归纳总结出高深溜井井筒中矿石移动存在垂直全断面阶段性移动、垂直全断面连续性移动、变速变向全断面移动和变速变向局部断面移动的规律;通过分析揭示了垂直全断面阶段性矿石移动的特性是造成溜井井筒堵塞、片帮、磨损、矿石分级混合等现象出现的重要原因;同时,对于在用的高深溜井提出井筒黏结拱堵塞处理技术,针对设计与新建的溜井提出井筒结构设计上的建议以预防堵塞;为破解高深溜井井筒出现的故障开拓了思路,对同类型溜井的设计和生产实践有重要的指导意义。     

大直径深井施工机械化的设计与应用

立井井筒施工机械化合理配套,是提高井筒施工速度的关键.介绍了国内典型大直径千米立井施工工艺和机械化配套作业线的配置.井筒冻结施工阶段,配备了挖掘机、中心回转抓岩机、大容量4.0m3提升矸石吊桶、底卸式下放混凝土吊桶和液压滑升模板、大功率绞车等大型设备,采用了延期电雷管和减震爆破新技术;基岩段施工,除了保留冻结段中心回转抓岩机以外,又增加了新型伞钻配备YGZ-70重型凿岩机、有效高度为4.5m的整体金属刃角下行砌壁模板,采用了抗水、抗杂散电流毫秒电磁雷管控制爆破等技术;在井筒1038m深度改绞,选用卷筒直径为4.0m的大型绞车.应用显示,井筒机械化配套作业线,满足了超千米立井井筒快速施工的需要.     

矿山平巷与立井复合模型构建方法研究

数字矿山已经成为一个研究的热点,而矿山巷道作为整个矿山生产的核心组成部分,是矿山可视化中最直观的部分。在分析现有的巷道三维建模的基础上,采用"分而治之"的思想,提出了针对巷道网络内立井与平巷的相交模型的构建方法——剖分建模法,将相交部分剖分成3个独立的实体和2条空间曲线。通过具体的分析计算,求解出这2条空间曲线的离散点,采用相邻轮廓线构模法,将立井的三维模型构建出来,结合对称建模法构建平巷的三维模型。然后将这3部分组合在一起,构成了立井与平巷的相交模型,保持了巷道内的连通性,且生成的模型是无缝集成的。实例表明,该方法在构建平巷与立井的相交模型中是可行的。     

红庆河煤矿主立井提升系统创新设计与实践

特大型煤矿主井提升系统工程设计配套技术成功应用于红庆河煤矿主井提升系统项目，且在5×6内装式塔式9000kW提升机、交-直-交变频控制系统、容量50t特大型箕斗、15.18m/s的最快提升速度、高速稳罐技术、箕斗更换便捷技术、高承载力的井筒装备、大直径9.5m井筒冻结井壁减薄理论等技术方面进行首创，完成红庆河煤矿主井提升能力1500万t/a巨大目标，成为煤矿建设史上的一次大的跨越，解决了约束特大型立井工程项目建设的核心难题，为提升技术进一步发展奠定坚实基础，为我国类似矿井的设计和建设积累了经验，对特大型煤矿井工开采提供了新思路。     

立井用铰接式防爆无轨运输车关键技术研究

为解决立井煤矿人员、物料及设备无轨化运输难题,针对立井罐笼空间受限和井下多样化运输需求,以及井下通风差、巷道坡度大等特殊工况,提出采用平台化研发模式,首先开发一种铰接式清洁动力传动平台,并基于平台拓展研发系列无轨胶轮车的技术方案。阐述了整车总体设计、主参数确定、平台开发、驾驶单元多模式设计、工作装置拓展设计及清洁排放和安全保障等关键技术。应用以上关键技术的无轨胶轮车在晋能集团王村煤矿和山西三元煤业完成了使用验证,试验表明整车技术性能完全满足生产现场需求,且产品功能覆盖全,通用性强。上述关键技术、设计思路及方法的研究,可解决无轨车辆直接进出立井罐笼、运输需求多样及井下清洁与安全保障等难题,加快无轨化运输在立井煤矿的推广应用。     

信湖煤矿钻井井筒可缩性井壁接头设计及数值模拟研究

 煤矿矿区的底部含水层直接覆盖在煤系地层之上,随着矿井建设和生产的进行,表土含水层的水位将会逐渐下降,土体中有效应力逐渐增加,引起井筒周围土层固结沉降,施加给井筒一个相当大的向下竖向附加力（又称为负摩擦力）,使井筒受到的竖向荷载加大,随着地层的沉降,竖向附加力逐渐增大,最终导致井壁因强度不足而破坏。考虑到这个问题,将信湖矿井井筒安装可缩性井壁接头。本文着重介绍了可缩性井壁接头设计的计算方法,并对计算结果进行数值模拟校核。     

基于Pro/Engineer实现变速箱斜齿轮轴的行为建模

应用行为建模技术,使用Pro/Engineer与Pro/Mechanica软件实现变速箱斜齿轮轴的优化设计,理性地确定零件结构尺寸。在Pro/Engineer的建模环境中完成零件的三维建模,在完成优化设计的数学模型定义之后,转换到Pro/Mechanica工作环境中构建有限元模型,通过灵敏度分析找出关键的设计变量进行优化,最后得到最优的设计结果,通过尺寸驱动得到新的零件模型,并对新模型进行有关校核从而确保优化后的模型能满足技术要求。     

立井重型设备滑轮组接力下放施工技术

本文针对煤矿及金属矿山立井重型设备下放施工,通过立井滑轮组接力下放的施工技术,解决深立井重型设备下放提升设备能力不足及容绳量不够的的技术难题,达到快速、安全施工的目的。