深海采矿船设计的研究

就流体提升式采矿法所拟用的深海采矿船的设计问题做一探讨。提出了对深海采矿船的设计要求、采矿船特性参数和基本结构以及采矿设备配置等问题。同时，还介绍两种采矿船设计方案，并对重点设计问题作了技术说明。     

深海钴结壳螺旋采集式采矿头仿真研究

利用虚拟样机技术,采用Pro／E软件三维参数化建模、ADAMS软件可视化仿真,建立了一个钴结壳螺旋采集式采矿头的虚拟样机。结合虚拟样机和相似理论建立了一个具有双螺旋线、可安装36个截齿的采矿头试验台,并通过大量试验验证了所建立虚拟样机的正确性,为采矿头的结构参数和运动学、动力学参数的优化提供了设计平台和验证场所。     

煤炭装卸船机电控制仿真系统设计

随着现代化信息技术的不断进步,借助仿真技术构建科学合理的煤炭装卸船机电控制仿真系统,逐渐成为一大研究热点问题。文章从煤炭装卸船系统自身特点出发,提出煤炭装卸船机电控制仿真模型方案,并针对仿真结果进行分析,为评估方案以及最终决策提供数据依据及三维运行效果。     

大洋采矿水力扬矿系统工艺参数的仿真计算

介绍了大洋来矿水力扬矿系统的计算机仿真计算，着重探讨了水力扬矿系统各工艺参数的仿真结果、最优匹配及其实用价值．     

基于ADAMS的大洋钴结壳采矿头研究

对海洋钴结壳采矿头进行方案设计,利用ADAMS软件建立虚拟样机,并对其进行仿真,为采集模型机进一步研制提供技术基础。     

深海采矿系统波浪中耦合运动的模型试验研究

深海采矿船与扬矿管系统的耦合动力分析对采矿系统的研发应用具有重要意义.为了研究波浪引起的扬矿管和采矿船之间的耦合动力响应,采用等效截断设计原则,对扬矿管截断模型的弹性模量、轴向刚度以及单位长度质量等特征参数进行优选,得到了合理的截断模型参数.基于相似理论建立了深海采矿5000m扬矿管耦合动力学试验模型,解决了深海采矿系...     

适合工况下旋流器耐磨衬里性能参数的试验研究

分析了重介质旋流器氧化铝陶瓷衬里的磨损机理,模拟旋流器工况下的磨损形式,设计开 发了冲蚀磨损试验机,对各种耐磨材料的耐冲蚀磨损性能进行了系统的分析研究。     

提升机运动特性分析及仿真研究

分别对提升机和其容器运动进行了宏观分析和微观分析,列出了提升容器运动的微分方程,并以此方程建立数学模型,对提升机的普通控制、S形曲线控制、变速度控制和变加速度控制进行Matlab仿真研究。结果表明,S形曲线能控制变加减速度大小,并能消除对提升容器和系统设备的冲击。     

深海采矿扬矿管的运动对流动参数影响的研究

结合深海开采扬矿应用条件建立了模拟扬矿管升沉、摆动和倾斜的提升试验系统, 进行了较大摆幅和较宽频率范围的试验, 获得了比较全面的试验数据, 建立了计算模型。研究所确定的提升管升沉、摆动和倾斜对管内流动参数的影响规律已应用于5 000 m深海采矿系统中试技术设计和1 000 m水深海试采矿系统设计及其扬矿设备的研制。     

基于VERICUT的刀库运动仿真研究

通过分析VERICUT软件的使用特点,以钻铣加工中心上使用的飞碟式刀库为实物原型,在VERICUT中构建出机床模型和刀库模型,并给整个机床添加控制系统和刀库换刀程序,实现了刀库运动仿真,有效防止干涉,检验设计刀库的性能,提高了刀库设计的合理性。     

旋流器内部流场的数值模拟研究

通过FLUENT的前处理GAMBIT建模、计算网格划分和给定边界条件,运用RSM湍流模式和MIXTURE多相流模型,对动量方程采用二阶迎风差分格式离散,采用SIMPLE方法对速度和压力进行耦合求解,得到旋流器内的径向、轴向和切向速度分场、速度流线图以及压力场。结果表明:中心轴线附近静压较低,而动压梯度变化比较大;切向速度总体变化趋势是由内向外先增大后减小,而且切向速度方向的一致性证明内外螺旋方向的一致性;由轴向速度得出零速度包络面的存在,为旋流器的优化和改进提供了理论依据。     

双溢流管旋流器分离性能的数值模拟与试验研究

针对普通溢流管旋流器难以得到细粒径、窄粒级产品等难题,提出一种双溢流管旋流器,利用CFD数值模拟软件,对比分析普通旋流器和双溢流管旋流器内部流场和分离性能。模拟结果表明:双溢流管旋流器内流体的切向速度增大,轴向速度和径向速度减小,分离得到的内溢流产品明显细于普通溢流。试验结果表明,对中位粒径为39.8μm的进料,经双溢流管旋流器一次分级后得到中位粒径分别为61μm、16μm和24μm的3种窄粒级产品,针对-45μm颗粒,双溢流管旋流器的综合分级效率较普通旋流器提高了1.26%,分级效果更好。     

基于BP神经网络的水力旋流器建模仿真研究

通过对某一固定的水力旋流器自身工艺的研究,确定水力旋流器的输入与输出。分2种情况对有相互影响的输入参数分别建立BP神经网络的模型和利用Matlab工具箱中的BP神经网络建立水力旋流器的三层神经网络模型。通过对收集的该设备的实例数据进行仿真训练,结果表明不仅是旋流器本身参数,调浆槽的液位等也会对旋流器效率产生影响。     

深海采矿扬矿泵内固体颗粒运动特性数值模拟

针对深海采矿输送系统中扬矿泵易堵塞和磨损等问题,采用标准κ-ε湍流模型求解扬矿泵内流场,并运用离散相模型模拟颗粒流动轨迹,研究了颗粒粒径、导叶进口安放角、导叶数量对扬矿泵堵塞及磨损特性的影响。结果表明,总体上,颗粒在导叶1区与前盖板碰撞次数最多,对导叶前盖板磨损严重;在3、4区与压力面碰撞次数最多,颗粒与导叶碰撞主要起到改变颗粒运动轨迹的作用,对3、4区的导叶压力面的磨损并不严重。随着粒径增大,平均过导叶时间和碰撞次数呈增加趋势,且增加了颗粒与吸力面碰撞的可能性。随着导叶进口安放角增大,平均碰撞次数和平均过导叶时间均随之增加,颗粒与压力面碰撞区域越靠近导叶进口处,对压力面进口造成的磨损越严重。随着导叶数量增加,过导叶时间有减小的趋势;颗粒与导叶压力面碰撞位置向导叶中部移动,对压力面的磨损程度较轻。     

含油污泥分离水力旋流器研究进展

含油污泥是石油开采过程中的主要污染源之一。针对油、泥、水三相的性质差异,水力旋流器在含油污泥的处理中展现了广阔的推广应用前景。近年来,含油污泥处理用旋流分离设备取得了相当多的研究成果和新进展。     

水力旋流器自动控制系统的设计

根据多年对水力旋流器自动控制的实践经验,从水力旋流器溢流粒度模型出发,逐步对水力旋流器生产过程中相关变量进行分析,对相关闭环控制进行整合,分析出具体控制方法,并结合模糊控制方法,对这些变量进行过程控制,从而达到控制旋流器溢流粒度目的,最大发挥水力旋流器的最佳潜能以得到最佳经济效益,并减轻工人的劳动强度。     

缓倾斜多层矿床条带法开采矿柱变形特征及开采强度模拟

为了实现高效安全开采, 以上横山缓倾斜多层矿床为研究对象, 采用数值模拟和物理相似模拟试验, 分析了条带法开采矿柱的变形特征。结果表明:矿柱变形首先在端面尖点等软弱处产生, 端面应变随回采进行不断积聚, 变形呈不连续、非均匀分布和变化; 当矿柱两侧均为采空区时, 其下端面尖点和上端面低水平尖点均为高拉应变状态, 应变量较上一时步增幅为2.95%~145.55%; 当矿柱处于充填体上覆岩层内时, 其中心应变均为变幅为5.67%~63.98%的压应变。矿柱的下层围岩或充填体的完整性和连续性是影响其稳定性和有效性的重要因素。考虑矿柱合理变形和采场的稳定性, 确定最大不充填开采条带数为3条。工业性实践应用表明该开采强度能满足高效安全开采的要求。     

上行孤岛工作面开采可行性数值模拟

孤岛工作面开采一直是煤矿管理工作中的难点。根据河南某煤矿3上煤开采形成的31706孤岛工作面情况,采用UDEC软件建立数值计算模型,对孤岛工作面开采覆岩的变形破坏情况及应力分布状况进行模拟分析。研究结果表明,当进行孤岛工作面开采时,工作面整体结构未遭到破坏,两侧煤壁的应力明显减少,同时孤岛工作面位于卸压区内部,使得孤岛工作面内积聚的弹性势能得以释放。论证了该矿地质条件下进行上行孤岛工作面开采是可行的。     

房柱式开采合理采留比数值模拟

为了促进矿山的安全生产管理,进一步提高房柱式采矿法在矿山的资源采出率,合理确定房柱式开采过程中的采留比例,采用UDEC数值模拟软件对不同采留比例条件下采场的矿山压力显现规律进行了模拟分析,结果表明采宽对于工作面稳定性的影响程度远大于矿柱宽度对工作面稳定性的影响程度,另外,通过对数值计算的塑性区图、垂直位移图、垂直应力图和主应力图的对比分析,最终确定在埋深128～351 m、倾角6°～10°矿层赋存条件下比较合理的采留比为4 m×4 m。     

旧采区残煤开采相似模拟研究

以圣华煤业3#煤层旧采区3101残采面开采工作为研究背景,应用相似模拟手段对残采工作面围岩变形与支架阻力变化进行研究。结果表明:岩层位置越高,其位移量越小,各测点在下沉过程中呈非线性变化,空巷位移最大量出现在顶板中部。空巷附近支架工作阻力出现峰值,且峰值大小与空巷跨度正相关,空巷跨度越大,支架阻力越大。工作面接近空巷,支架工作阻力呈增大趋势,通过空巷时,支架工作阻力呈递减趋势,进煤柱时的支架工作阻力低于出煤柱时的支架工作阻力。