巷道架棚机工作平台的结构设计和分析

设计了集掘进巷道支撑作业平台与单轨吊为一体的巷道架棚机。并利用ANSYS-Workbench对其主要结构件工作平台进行有限元分析,得出应力图和变形图。结果表明:巷道架棚机大大改善了掘进工作的环境,减少顶板事故发生,减轻劳动强度。支护工作平台应力分布比较均匀,且最大应力为380 MPa小于材料Q420的屈服强度,满足强度要求。     

丰山铜矿的地应力测量与分布特征

采用应力解除法,在丰山铜矿-50 m和-100 m中段进行了6个点的三维应力测试,获得了6个测点的三维地应力资料。结果表明：矿体南缘应力值较大,最大主应力在15 MPa左右,北缘应力值较小,最大主应力在8.0 MPa左右;矿区地应力随地形起伏而变化,明显受地形地貌控制,同时岩体自重和构造作用是形成地应力的主要因素,二者在不同区域所产生的影响也不同,在南区以构造应力为主,深部地区以自重为主。为该矿的生产和巷道支护设计提供了可靠依据     

新型矿用液压起重机设计及分析

设计一种新型矿用液压起重机,利用有限元分析软件ANSYS对该起重机进行了空载、起吊重物在起重机正前方位置及起吊重物摆动至侧方90°位置3种常用工况下的应力与位移分析,结果表明:3种工况下最大应力位置均在臂梁与耳座连接位置,其最大应力为256.8 MPa;最大位移发生在臂梁顶端,最大位移为43.04 mm;且二者均在工况(3)(臂梁偏转角90°)下达到最大值。对工况(3)计算出其安全系数为2.14,说明该矿用液压起重机的结构设计是合理的。     

基于ANSYS巷道掘进支护平台支撑臂强度分析

利用ANSYS Workbench有限元软件对某型巷道掘进支护平台支撑臂的结构进行强度分析,研究了平台支撑臂在最大载荷下的应力分布规律及变形情况。结果表明:平台支撑臂的强度、刚度满足安全要求,从而论证了平台支撑臂结构设计的合理性,为下一步平台支撑臂优化设计提拱了重要的理论依据。     

移动喷涂机械臂基座有限元分析及结构优化

煤矿巷道施工支护喷涂机械臂采用极坐标形式,其基座固定于履带式底盘上,可实现摆动、伸缩、行走运动,满足煤矿巷道不同截面的喷涂作业.由于喷涂作业机械臂不停伸缩摆动,受周期性运动载荷的影响,基座在使用中存在安全隐患.利用Inventor运动仿真模块和应力分析模块对机械臂基座进行了有限元分析,得到机械臂在极端工况下的应力、位移和安全系数,并根据结果对比分析进行了基座的结构优化.优化后的基座结构相对之前结构质量减轻,装配和拆装方便,在试验中运行稳定可靠,完全满足工况要求.     

某矿深井皮带运输巷道底鼓注浆治理

某矿随着开采深度的增加,浅部的支护形式已无法满足深井巷道支护要求。基于FLAC3D数值模拟软件,在原有支护设计的基础上采用两底角注浆工艺,通过观测注浆前后应力变化情况及底板底鼓现象的变化特征,分析了该矿皮带运输巷道注浆前后围岩的垂直应力分布规律、垂直位移分布规律及巷道底板的垂直位移分布规律。研究表明:(1)注浆前巷道底板形成了较明显的底鼓现象,底板两侧的最大应力可达35 MPa,而底板最大应力仅为10 MPa,故而导致了底鼓现象的产生,注浆后,底板两侧的最大应力减少了20 MPa;(2)受注浆影响,围岩垂直位移分布发生了明显变化,尤其是在底板范围内,底板围岩位移由24 cm减少至3 cm;(3)巷道开挖支护后,底板由于受到两侧的挤压,出现了明显的底鼓现象,此时监测点的最大位移可达24 cm,注浆后,位移减少至11cm。上述分析表明,采用注浆工艺治理该矿巷道底鼓具有可行性,可供类似矿山参考。     

CYE-2井下装载机举升臂有限元分析研究

根据CYE-2井下装载机的工况和工作特点,对工作装置关键结构件举升臂进行受力分析,得到举升臂正载最大受力工况下各铰点位置的载荷情况,然后在ANSYS中建立举升臂的有限元计算模型,经过有限元求解,得到举升臂的有限元分析云图,验证了举升臂在极限工况下结构强度符合设计要求,针对应力集中和结构薄弱部位,提出改进意见,为进一步优化设计提供参考依据。     

掘进机截割部减速器动力学建模及行星架结构强度分析

通过建立掘进机截割部减速器动力学分析模型,分析计算减速器内部传动系统结构变形以及减速器行星架轴承孔支撑处的载荷,应用有限元分析方法对行星架结构进行强度分析,获得行星架结构变形量及结构等效应力,分析结果表明,减速器行星架结构最大变形量位于行星架支撑板边缘与行星架体联接处,应力最大值为218 MPa,满足减速器工作可靠性要求。     

基于UG的自卸车三角臂受力分析及有限元分析

以一种F式自卸车举升机构为例,采用UG软件模拟和传统的力学分析相结合的方法对举升机构进行动力学分析,得出关键部件三角臂在运动过程受力情况,并结合UG软件内嵌套的MSC有限元分析模块更精确地分析出三角臂最大应力及应变的位置,以便进一步的优化设计。     

地质力学测试在巷道群矿压分析中的应用

在杜儿坪矿2号煤皮带巷进行了地质力学测试,并将测试结果应用于巷道矿压分析中,结果表明:最大水平主应力为13.67MPa,最小水平主应力为6.94MPa,最大水平主应力方向为北偏东9°,皮带巷直接顶板为粉-细砂岩,强度介于60MPa～80MPa之间;皮带巷在掘进过程中,会受到轨道巷和回风巷开挖形成的支承压力的双重影响,皮带巷的两帮在垂直方向高应力集中和水平应力横向卸压双重作用下,造成两帮围岩的稳定性降低.     

“折返压带装置”在皮带运输机巷凹兜段的应用

我矿开采的160采区16101机巷因地质情况复杂,巷道在掘进过程中凸凹起伏,出现多处凹兜段,其中一段最高点与最低点在相距79米距离内高度差为13.34米(图1) 该机巷采用SJD—150型1米皮带运输机,皮带张紧后,上皮带即脱离槽形托辊贴近支护顶梁,下皮带脱离长托辊,将槽形托辊托起。图中D点至C点距离内,上皮带几乎全部与巷道顶板摩擦运行,皮带因脱离托辊运行左右摆动、飘浮、抛洒煤严重,还增大了皮带拉力,     

WPZ-45/600L型巷道修复机工作臂设计

根据修复巷道的断面尺寸,确定了巷道修复机工作臂的最大挖掘高度、深度及挖掘距离,并对工作臂油缸及回转减速机进行了选型及参数校核计算。根据工作臂在最大挖掘工况下的受力情况,对动臂、斗杆进行了有限元分析,分析结果表明工作臂结构强度满足要求。     

转载机机头伸缩挡板设计

在转载机机头架前方设计了新型的液压可伸缩挡板,克服了传统转载机头固定挡板的缺点,防止巷道坡度变化时转载机卸载部分与胶带接触引起的恶性事故,保证了皮带输送机的运输安全。     

煤矿井下快速可移动伸缩式胶带支撑装置

针对综采工作面生产期间需停机拆皮带架子带来的问题,设计了一种井下快速可移动伸缩式皮带支撑装置。该装置采用液压驱动,由主体、托辊架及控制阀组组成,可根据底板高度来调节支撑高度,实现了不停机连续采煤作业,提高工作效率,降低安全隐患,节省成本,具有广阔的应用前景。     

新源煤矿回风巷强力超前液压支架的研究设计

介绍了回风巷道超前支架架型及应用现状,分析了不同类型超前支架适应的巷道条件,在此基础上,针对新源煤矿回风巷超前支护问题,设计了适应该矿的特种强力左右两架一组超前支护支架,最大支护距离达41 m,支护高度为1.85～3.70 m。该支架采用φ250 mm双伸缩立柱,设计有初撑减压装置,符合"先柔后刚,先让后抗,柔让适度,稳定支护"的理念;前后架顶梁间有导向梁,辅助前架移动;2 m长的补强梁结构,可有效增加支护能力;设计多级伸缩梁结构,整组移架,能有效减少支架对顶板的反复支撑次数。     

经济型喷漆机器人的设计与仿真分析

设计了一种新型的经济型喷漆机器人,重点介绍了喷漆机器人的总体方案设计,并运用Inventor对直接影响整个机器人的工作性能的大臂进行了强度校核。仿真结果表明:应力的总体分布规律是从大臂前端向大臂后端逐渐增大,大臂与机器人腰部相连的回转关节处应力最大,其值为14.57 MPa,小于材料的抗拉强度,最大变形量为6.312×105μm,满足刚度要求。     

矿山巷道矿压数值模拟推演及监测技术研究

为进一步掌握矿山窄矿柱沿空掘巷成巷技术,提高资源采出率。针对具体的生产地质条件,通过矿压监测、数值模拟等手段分析了窄矿柱巷道掘进、工作面推进和二次采动窄矿柱支承应力分布特征及影响。结果表明：1)巷道掘进期间,巷道前50 m压力较大,尤其是巷道两帮移近较为明显,两帮最大移近量约200 mm; 2)巷道掘进阶段、采动影响时期,回风顺槽与上运输顺槽之间留设5 m矿柱,形成较大的应力集中,矿柱内最大垂直应力为21.38 MPa,工作面前后方矿壁内的垂直应力约为30 MPa,应力集中系数约为3,影响范围约为84 m,矿柱最大垂直应力为41 MPa; 3)受二次采动影响,矿柱内的应力约为40 MPa,与一次采动相比变化不大,而应力峰值出现在工作面前方的三角区域,最大可达57.4 MPa,表明该区域是工作面回采期间的防治重点。矿压监测与数值模拟结果较为一致,进一步证明了研究结果的可靠性。     

特厚顶煤大断面强采动煤巷围岩变形机理及支护对策

以酸刺沟煤矿6上特厚煤层大采高综放回采巷道支护为工程背景,基于井下地质力学实测结果,采用数值模拟方法,对比分析了酸刺沟煤矿6上煤层不同煤柱宽度和不同巷道断面尺寸下煤岩体的受力、变形及破坏特征。研究结果表明:6上煤层顶板结构较为单一,以粗砂岩为主,不同位置强度不同,大多在40~80MPa之间,巷帮煤体平均抗压强度为19.80MPa,所测测站中最大水平主应力为7.94MPa,总体处于较低的应力水平;煤柱宽度由15m增加到20m时,巷道变形减小最为显著;煤柱宽度由25m增大到30m时,巷道变形减小趋势变得不明显;巷道掘进与工作面回采阶段巷道围岩应力随宽度增加的变化趋势相同,随着巷道宽度的增加,巷帮垂直应力呈线性增加,巷道顶板的水平应力呈线性减小。基于上述结论,对酸刺沟煤矿6上煤层1109胶运巷进行了支护设计与井下试验,工作面回采后巷道断面收缩率小于15%,实现了特厚顶煤大断面强采动围岩变形的有效控制。     

基于有限元法的EBZ200掘进机后支撑疲劳分析

为了确保后支撑的结构性能和整机的稳定性,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对掘进机后支撑关键零部件进行了研究。在后支撑受载最大的情况下,对其进行静力分析,得到了后支撑的应力、应变以及安全系数云图,给出薄弱环节;根据静力分析的结果,基于ANSYS Workbench Fatigue Tool模块对后支撑进行了疲劳分析,分析结果表明,后支撑疲劳强度满足要求。为类似零部件的设计提供了可靠的依据,验证了原始结构的合理性,有效缩短了产品开发时间和成本,具有较高的实用价值。     

一种矿用防爆电动无轨胶轮车货箱设计

矿用防爆无轨胶轮车广泛应用于井下施工和生产中,是现代化矿井的重要装备。为探寻新型矿用防爆电动无轨胶轮车货箱的设计方法,对货箱及货箱举升结构方案做了详细的介绍。首先,明确了货箱设计思路及要求;接着从货箱总体结构及参数、货箱油缸举升支座设计、货箱与车架连接的后举升铰接座设计、货箱后面板部件设计、货箱与车架限位支座设计、货箱检修支撑装置设计等方面详述了货箱结构设计方案,并对货箱进行有限元分析,得出各工况下应力最大值结果;采用理论计算的方法,验证并确定了货箱举升系统设计方案。经矿区跑车试验和后续使用效果观察,该货箱结构布置合理,各项指标均能满足实际使用需求,结构可靠。