水射流割縫防突設備纏繞系統(tǒng)動力學及有限元分析.pdf

1、煤礦瓦斯治理關系安全生產(chǎn)大局，但在實踐中存在諸多的困難。有的煤層本身透氣性低，隨著作業(yè)深度的增加，瓦斯抽放的難度變大、成本提高，直接對安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。傳統(tǒng)的防治瓦斯突出問題的方法有很多，如采取提前爆破、鉆孔預抽、水力沖孔等，但都存在效率較低、影響掘進速度等諸多問題。理論和實踐表明，采用高壓水射流在鉆孔內(nèi)割縫的新方法可以有效提高煤層的透氣性，這樣研制割縫設備就具有很大的實踐意義。
　　 本文的研究對象就是太原理工大學多年來不斷研

2、究改進的割縫鉆機。該設備由液壓系統(tǒng)驅(qū)動將焊接起來的無縫鋼管纏繞在滾筒上，使設備具有較長的工作半徑。同時在行走、換向一系列機構(gòu)的輔助下完成井下作業(yè)的各個動作，實現(xiàn)割縫提高煤層透氣性的設計目的。其中焊接鋼管作為高壓水射流的通道，工作時伸出至掘進工作面，工作完成后纏繞在滾筒上，受到交變應力的作用，存在疲勞損壞的危險。纏繞機構(gòu)作為上述過程的動力源，承載了設備較大的載荷，其傳動性能和齒輪系強度成為研究重點。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:

3、r>　　 (1)深入研究了井下瓦斯突出問題及現(xiàn)有的防突技術(shù)方案，探討了高壓水射流破煤以及防突機理，在此基礎上闡述了水射流割縫防突的原理和方法。
　　 (2)借助ANSYS軟件結(jié)構(gòu)分析模塊的強大功能，研究纏繞在滾筒上的焊接無縫鋼管工作彎曲時的靜力以及工作過程中的彎曲疲勞，對焊接鋼管的疲勞壽命進行預測。
　　 (3)利用UG三維造型功能完成設備傳動系統(tǒng)主要零件的模型和裝配，再利用多體動力學仿真軟件ADAMS建立設備傳動部分