滚筒式采矿头最佳切削位姿的建模

用滚筒式采矿头在起伏不定的微地形上切削海底富钴结壳时，需按开采要求确定其切削厚度。就滚筒的切削深度及姿态问题或称滚筒最佳切削位姿问题建立了数学模型，并给出了数学上的原型解答与简化解答。此问题的建模对于钴结壳厚度及微地形起伏的检测也具有重要指导意义。     

基于螺旋截齿切削技术的深海富钴结壳切削参数计算与试验研究

对海底富钴结壳底质特性进行了研究,提出适合于富 钴结壳矿体资源的切削破碎方法,基于灰铸铁切削经验公 式,采用等值换算法,构建了深海富钴结壳切削破碎技术参 数计算模型,获得切削力与功率的经验计算公式;基于富钴 结壳矿床特性,研制了富钴结壳模拟底质和地形,开展了实验室 模拟结壳切削试验。试验结果表明,切削深度为2.5cm 时,试 验获得的单齿切削力为1360N,与理论经验计算值1317N 接 近;另外,试验消耗功率8.55kW 和理论经验计算值8.12kW 也 较为接近,验证了该理论经验公式计算方法的合理性和可行性, 为后续深海富钴结壳资源开采技术研究打下了基础。     

应用SolidWorks软件对海底钴结壳微地形仿真

本文运用易学易用的三维设计软件SolidWorks2003对深海富钴结壳的微地形进行仿真,仿真的微地形比成本昂贵的海底照片更具直观性,且我们还可以在仿真微地形上进行操作。如计算钴结壳的体积含量与模拟切削实验等。     

富钴结壳采矿车微地形行走技术的研究现状

富钴结壳采矿车需要在复杂的海底矿区微地形上采集钴结壳,前提是解决微地形行走技术问题。针对富钴结壳微地形特点和物理特性,提出了富钴结壳采矿车的基本性能要求,总结了国内外富钴结壳采矿车的发展历程、结构型式设计并进行了综合评述,提出了富钴结壳采矿车亟待解决的关键技术问题和主要发展方向。     

富钴结壳微地形建模及分析

简述了海底富钴结壳的分布特征,把富钴结壳微地形简化为一系列圆锥表面,从数学的角度及采矿车采矿头的角度对富钴结壳的微地形进行了分析。认为以采矿头开采富钴结壳,其实就是再现富钴结壳层的下表面或基岩表面,因此可将其看作是数学上的曲面拟合问题。其次,从采矿头的角度提出了“伪突起”的概念,且找出了“伪突起”的大小与结壳厚度及要求的矿石贫化率之间的关系。本文的微地形建模及其分析对海底采矿车行走机构、采矿头的设计及富钴结壳厚度的检测等有一定的参考价值。     

振动切削钴结壳破碎减阻机理分析

将螺旋滚筒式振动切削应用于深海钴结壳的开采, 对振动切削钴结壳的过程进行了分析, 从理论上研究了振动切削钴结壳的减阻机理, 认为振动所产生的应力脉冲是引起裂纹高速扩展的原因, 只有当振动频率在一定的范围之内时才能引起裂纹的高速扩展、分叉, 最后导致破碎。同时分析了施加振动后对切削阻力的影响。通过实验证实, 引入振动脉冲, 滚筒截齿切削力确有较大幅度的降低, 载荷波动也有所减缓, 并使钴结壳粒度更集中控制在某一范围内。     

适应富钴结壳微地形的采矿头控制系统设计及试验研究

大洋富钴结壳富含战略金属钴等元素,极具开采价值。然而富钴结壳厚度的变化及其赋存的海底微地形的复杂性使得其开采比较困难。为现有的适应富钴结壳微地形的采掘机构合理搭建控制系统,并针对该系统设计有效的控制算法成为目前的关键技术。针对采矿头的特点,对其控制系统的研究与设计,控制系统共由5部分组成:液压系统、微地形检测装置、通讯装置、控制和监测装置及数据存储装置。根据深海实际开采要求采用了广泛用于采掘机械的微控制器和监视器,设计了参数模糊自整定PID控制器。在深水池进行了模拟料切削试验。结果表明,该控制系统各部分协调性好,具有适应微地形的能力。     

大洋富钴结壳调查进展及开采技术

大洋富钴结壳富含陆地上相对缺乏的战略金属钴等元素,而世界各国尤其是发达国家对钴的需求量日益增加,因此许多国家将目光转向深海富钴结壳的开发。介绍了德国、美国、日本、韩国以及中国等国的调查开发情况,并分析和探讨了富钴结壳切削破碎方法和技术。     

一种深海钴结壳微地形近程探测方法的探索研究

针对深海钴结壳开采技术中要求能耗低、切削深度合理、废石混入率低和采集率高等经济性能指标,根据深海环境的特殊性与现有地形探测系统的局限性,并结合多波束测深仪和侧扫声纳的相关理论,初步提出了一种基于超声波的钴结壳微地形近程探测方法。该方法得到了实验初步验证,结果表明切实可行。     

富钴结壳截割粒度分布分形规律的研究

应用分形理论研究螺旋切削采集法截割富钴结壳粒度分布规律，结果表明，其粒度分布具有很好的分形结构，可以用分形维数定量描述。通过大量试验，初步测定截割破碎富钴结壳及其模拟料粒度分布的分形维数在2．4236～2．6112之间，提出了切削深度与粒度分布关系的回归模型，用于预测截割破碎富钴结壳的情况，对于深海采矿系统的设计具有重要意义。     

射流结合刀具破碎大洋富钴结壳的机理研究

大洋富钴结壳的破碎是开采钴结壳的重要环节，借鉴刀具切削破碎软岩机理的研究成果，提出水射流与刀具结合破碎大洋富钴结壳的方法。研究了射流结合刀具剥离破碎钴结壳的机理，分析了采用自控水力截齿破碎钴结壳的优越性，为探索新的钴结壳破碎方法提供了理论上的依据。     

磨料水射流切割脆性材料的实验研究

磨料水射流切割是一项正在发展的新技术。对其切割效果的影响因素很多,本文仅从水射流压力、磨料流量、喷嘴移动速度、磨料粒径等对切割深度的影响作出实验分析。     

伊敏煤岩切割阻力试验和预测

介绍了伊敏煤岩常温和低温切割阻力试验和预测的方法、预测的理论成果及其分析评价，为切割阻力推荐值的确定，进而为采矿工艺决策和轮斗挖掘机的选型提供重要依据。     

大洋钴结壳中有价金属开发技术的综述

概括了现今大洋钴结壳的研究开发现状,简要论述了国内外几种处理富钴结壳的方法,介绍了活化硫酸浸出、活化盐酸浸出、火法富集有价金属、三相氧化法富集分离有价金属、还原-氨浸出、矿浆电解浸出、微生物浸出等方法的原理、工艺与处理效果,同时总结了处理大洋钴结壳方法的特点.     

无切井扇形深孔爆破自拉槽新方法

切割拉槽是无底柱分段崩落法重要的采矿工艺之一,拉槽质量好坏严重影响爆破回采效果,但矿体软破的采场由于施工安全条件差,切割拉槽困难而质量不易保证,所论述的无切井扇形深孔爆破自拉槽法是一种安全、简便、可靠的切割方法,具有广泛的推广应用价值。     

露天采矿机复合切割轨迹对比研究

为了研究露天采矿机的实际切割轨迹,总结了露天采矿机的基本作业方式,分析了切割轨迹的影响因素,综合x、y方向的分速度进行积分得到了顺时针和逆时针2种切割方式的轨迹计算模型,确立了切割轨迹长度L与水平方向速度v、开采深度h、滚筒半径R、转速ω之间的函数关系,并对T1255露天采矿机进行研究,得到了2种切割轨迹的长度、差值与h、R及ω的关系。研究结果表明：顺时针比逆时针切割轨迹长,单位切割次数功耗最大相差达到6.83 kN·m;固定转速时,2种切割轨迹随h增加而增加,变动转速时,顺时针切割轨迹随采深增加先增大后减小,在h=0.5 m时达到最大,逆时针切割轨迹随着采深变化持续增加,在最大采深处达到最大。     

坚硬岩石巷道掏槽爆破技术研究与应用

在掏槽爆破中槽腔内岩石碎块与爆轰气体运动规律的基础上，分析影响掏槽爆破效果的主要因素，通过施工现场的试验结果对倒三角形、单螺旋、正矩形三种直线掏槽方式加以比较，选取最为合理的掏槽方式和爆破参数。实践表明，采用正矩形直线掏槽方式可提高坚硬岩石平巷掘进爆破效率，取得良好的经济效益。     

振动切削截煤机理的研究

在自行设计建立的实验室振动截割试验台上，使刀具与煤样在相对振动的情况下进行截割破碎．通过改变振动频率、振动振幅、振动波形、截割对象、截割截距以及振动与截割的相对方向、截割与层理的相对方向来研究各参数对实际主截割力及单位能耗的影响．结果表明，振动截煤方法可使主截割力及截割单位能耗在一定的振动波形及截割对象情况下有较明显的下降．