土压平衡盾构机密封舱压力控制实验研究

为了解决土压平衡盾构机密封舱压力自动控制问题,建立了密封舱压力控制机理模型和实验台。根据实验台观测数据,采用系统辨识方法识别控制模型中的参数。以优化理论为基础,提出了密封舱压力稳健控制方法。实验研究结果表明,所建立的压力控制机理模型、模型参数辨识方法和优化控制策略是有效的。     

土压平衡盾构机密封舱土压力控制方法

基于有限元数值模拟方法,建立了密封舱土压力控制的参考模型。以密封舱渣土的Duncan-Chang非线性弹性本构模型为基础,建立了盾构机密封舱土压力与盾构机推进速度和螺旋输送机转速的映射关系,提出了盾构机密封舱土压力优化控制模型。数值模拟结果表明,该方法对于有效控制密封舱土压力行之有效且易于实现。     

土压平衡盾构隧道施工引起的地面沉降分析

土压平衡盾构隧道施工对周围岩土体产生的扰动会引起地表下沉变形,从而对地面建筑物,地下管线设施等构成威胁.以广州地铁三号线某隧道工程为例,采用FLAC3D对盾构施工引起的地表沉降进行了数值模拟.重点讨论了隧道横、纵向沉降分布规律,并结合实际施工过程分析了产生沉降的原因,对隧道工程信息化施工提出具有实际意义的指导.     

基于数据驱动的盾构机密封舱土压预测

盾构机是一种暗挖地下隧道工程的专用机械。为了保证盾构机安全、高效掘进,必须控制密封舱土压平衡。盾构机掘进过程中密封舱土压受多系统、多场耦合和地质条件突变等诸多因素影响,极易导致密封舱土压失衡而引起地表塌陷等安全事故。针对难以建立有效的机理模型进行密封舱土压预测并实施控制的问题,提出了基于多粒子群协同优化的并行支持向量机(PCPSO-PSVM)密封舱土压的数据驱动建模方法。采用分而治之的原则将数据样本分成4个子集、3个层次进行并行学习,再采用交叉反馈的方式更新初始样本重新训练直至结束,得到支持向量;利用协同粒子群并行计算优化支持向量机的参数,将粒子群并行分组寻优,在各自独立的进程内进行独立搜索,最后各群体汇集到主进程,计算得到模型的全局最优参数C和σ,得到密封舱土压预测模型。基于盾构施工现场的实测数据进行了仿真实验,对密封舱内4个土压力监测点进行建模预测,结果表明该方法具有较高的计算效率和预测精度,能够满足实时在线计算预测的要求。因此,完全可以通过这些压力监测点做出整个开挖面的土压力预测,以对密封舱土压失衡做出提前预警和决策。该方法实现了基于数据的快速密封舱土压建模预测,能够为开挖面的稳定控制提供及时、准确的判断依据,指导工程实践。     

基于密封舱压力场的盾构土压平衡控制建模与仿真

为实现更准确、有效的土压平衡控制,提出一种新的密封舱土压平衡控制的建模方法.基于小波阈值去噪后的现场施工数据,采用最小二乘法建立了密封舱压力场分布模型;在此基础上,通过分析掘进控制参数与密封舱压力的关系以及土压状态发生变化的影响因子,建立了以等效压力为控制目标的密封舱土压平衡控制模型.设计了模糊自适应PID控制器,构建了土压平衡控制系统.最后,利用现场施工数据进行仿真验证,结果表明模型的有效性,为盾构掘进过程的土压平衡控制奠定了基础。     

土压平衡盾构在地铁施工中的应用

通过对广州地铁二号线越秀公园站——三元里区间隧道盾构工程的施工介绍，系统地阐述土压平衡盾构在复杂地质条件下的施工技术及土压平衡盾构的应用前景。     

盾构密封舱土压预测及优化控制智能策略

盾构掘进过程中开挖面压力失衡易导致地表塌陷或隆起的灾难性事故。由于密封舱土压的变化情况与开挖面压力密切相关,因此精确预测及控制密封舱土压是有效预防开挖面压力失衡的关键技术之一。为建立密封舱土压的预测模型,首先从机理上对密封舱土压与掘进参数的关系,特别是刀盘扭矩对土压的影响,做了详细分析,以此为基础确定了密封舱土压模型新的输入输出参数。然后建立了依据密封舱压力传感器数据、基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的土压预测模型。并且基于此预测模型,以密封舱内四点土压预测值与设定值偏差最小为优化指标,采用粒子群算法（PSO）对控制参数进行在线优化,实时控制密封舱土压平衡。最后结合现场施工数据进行了仿真对比分析,验证了模型的有效性和准确性,为准确预测和控制密封舱土压,保证掘进过程安全提供了技术支持。     

基于密封舱压力场梯度的盾构开挖面稳定性判定

提出了一种基于密封舱压力场梯度的土压平衡盾构开挖面稳定性的判定方法。利用非均匀B样条最小二乘方法建立了密封舱压力场的分布模型,在此基础上,分析了竖直与水平方向压力梯度的变化,基于密封舱压力场梯度范数给出了开挖面的稳定域及判定方法。对于压力场梯度范数的极值,采用多级动态惩罚函数与粒子群相结合的优化算法对优化函数进行求解。最后,利用现场施工数据进行了仿真研究,对密封舱压力平衡、失衡时的压力场及等压线分布特征进行了分析,并进一步对开挖面的稳定性进行了判断,验证了判定方法的有效性。     

盾构掘进土压平衡控制模型

分析了影响盾构土压平衡的掘进参数之间及其与土仓压力间的相互关系,采用自适应神经模糊推理系统（ANFIS）建立了一个以推进力、推进速度、土仓压力实时数据采样值为输入,螺旋输送机转速为输出的基于排土控制的盾构土压平衡控制模型.在Matlab中利用100组施工现场数据对模型进行训练和参数优化,并采用另外100组数据对训练好的模型加以检验.结果表明,模型预测结果与实测数据吻合较好,说明该土压平衡控制模型能够很好地逼近盾构掘进此类非线性过程,同时可以对掘进参数进行有效的预测控制.     

浅谈盾构姿态偏差与控制

介绍北京地铁盾构施工中盾构姿态控制的基本方法。     

基于计算机仿真技术的矿井救生舱抗冲击情况分析

以井下救援舱为研究对象,以矿井瓦斯爆炸冲击波为试验载体,分析了爆炸后救生舱的抗冲击能力,提出了增加加强筋并提高加强筋厚度的有效措施。仿真结果表明,简单救生舱外层不能有效地抵抗瓦斯爆炸最大冲击能量的影响,增加加强筋厚度能够提高舱体抗冲击能力。     

基于计算机仿真技术的矿井提升制动问题研究

随着计算机技术的发展,仿真模拟应用到各大领域的机械计算中。文章提出了传统的提升机紧急制动减速器方程计算差别很大的问题,通过实际测量分析,利用计算机仿真得出了紧急制动3个阶段的结算结果,合理的解释了结果差别大的原因,为今后的提升机制动力矩计算提供了有力的依据。     

基于传感器的煤矿井下救生舱压力管道泄漏定位研究

救生舱是一种煤矿井下应急救援设备,可以在发生井下事故,人员不能及时逃脱时,为人员提供临时避难,提高人员生存率。为了提高救生舱的性能,设计了一个救生舱压力管道泄漏定位系统,目的是不定时检测救生舱压力管道是否发生有害气体泄漏的事故,尽最大可能保障人员安全。     

煤矿救生舱的爆炸模拟分析

煤矿救生舱将成为矿工井下逃生的重要设备,其结构强度直接决定了矿工的生命安全。为提高救生舱强度,在ABAQUS环境下建立了救生舱的有限元模型,使用显式积分方法得到了在煤矿瓦斯爆炸时的压力对救生舱的影响。救生舱的最大应力出现在角落应力奇异处及肋板中部部分区域并达到了屈服强度,但救生舱的总体应力大小在允许范围之内。     

计算机模拟技术在矿井火灾应急救援系统中的应用

针对如何有效控制火灾烟雾的扩散加以研究,提出一种可以减小烟雾的影响面积的方法。并构建基于计算机模拟技术的应急救援系统,为远程操控排风门与监控提供了理论支持。     

矿井应急救援舱噪声试验研究

通过理论分析,研究应急救援舱产生噪声的影响因素;通过噪声试验,分析噪声的强度分布,从而提出安全防护建议措施,以完善王家岭煤矿逃生救援系统的功能建设,避免应急救援设备对逃生人员造成二次伤害,确保逃生人员和营救人员在逃生通道中安全顺利地通行。     

基于计算机仿真技术的矿井输送机机电耦合系统研究

以SQT-8500型长距离带式输送机的机电耦合系统为研究对象,利用Matlab8.0和Simulink7.0两个计算机仿真工具建立了单电机变频调速矢量控制模型。利用该仿真模型制定出3个三电机主从控制方案,并通过计算机对每个方案进行仿真模拟,分析了仿真结果,最终确定电机1作为主驱动电机,电机2和电机3参数根据电机1输出的电磁转矩来给定是最佳主从控制方案。该研究为多滚筒变频驱动的应用奠定了理论基础。     

矿用救生舱内人体代谢的物理模拟系统设计

设计了一套人体代谢模拟系统,用于测试矿用救生舱生命保障系统。该系统使用物理方法模拟人体代谢的几项主要指标,为考核救生舱生命保障系统的性能提供了人体代谢的试验负荷。将人体代谢指标分为耗O2、产CO2、产湿、产热4项,进行单元模块化模拟,并通过中央控制单元对模拟过程进行控制。     

基于计算机仿真技术的矿井液压振动筛运动规律研究

液压振动筛的研究对于提升液压系统的机械性能有着重要作用。根据液压振动筛的主要影响参数选择建立数学模型,采用2个自由度的力学模型进行计算,建立微分方程,计算出筛机与地基的振幅,根据此进行计算机仿真,加强对于振动筛运动规律的理解和认识。     

基于Mesh网络的煤矿救灾通讯技术

提出了一种基于无线Mesh网络技术的煤矿救援通讯指挥技术,介绍了煤矿救灾无线通讯系统总体设计,深入研究了煤矿井下无线Mesh网络通讯技术,设计了煤矿应急救援通讯无线传输节点,并对新型救灾通信技术进行了现场应用方案设计。