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矿山井筒虚拟实验平台
2014-10-10 00:04   审核人:

      

根据井壁破裂机理,学生通过模型试验获得竖向可缩性井壁结构、高强高性能钢筋混凝土冻结井壁结构等,对指导矿山井壁结构设计提供参考。

在我国淮北、徐州、大屯、永夏等矿区先后有100多个煤矿的立井井壁发生了破裂事故,给国家造成了重大经济损失,井壁破裂机理和修复治理技术的研究亟待解决。通过试验,学生设计出竖向可缩性井壁结构在冻结井筒中可以防止井壁破坏,如图所示。

 

高强高性能钢筋混凝土井壁  

  • 矿井井壁数值仿真实验

在ANSYS、ABAQUS、ADINA等大型通用有限元软件的基础上进行二次开发,旨在使学生理解和掌握复杂条件下混凝土井壁结构、复合井壁结构、井壁与地层相互作用等不同结构类型的破坏过程、内力变化和变形性状,开展传统实验室中难以进行的高难度、高危险、高成本试验如图所示。

              井壁模拟模型

   矿井井壁与地层相互作用数值仿真应力分布 

 

可缩性矿井井壁三维数值计算模型

矿井井壁各向异性三维数值计算模型

 

           竖井井壁约束模型

通过仿真实验教学使学生对不同结构类型的破坏过程、破坏模式、失效条件等有直观认识,使学生掌握复杂结构的试验与分析的全过程,激发其探索复杂条件下各种结构类型工作性状和规律的兴趣。

  • 矿井立井罐笼(箕斗)提升仿真实验

立井罐笼(箕斗)提升仿真装置直观反映立井提升系统的结构,运行方式和各种保护装置等。通过对提升机启动、加速、安全运行、减速制动、定位停车提高提升机司机实际操作水平,再通过对提升机的维护、保养、巡回检查及常见故障判断,可进一步提高提升机司机分析和解决问题的技能。

立井罐笼(箕斗)提升仿真装置由操纵台、无绳绞车(包括深度指示、润滑系统及减速器)、模拟井筒、井架及提升设备等组成,如图所示。具有如下功能:

 

          立井井筒提升仿真装置

(1)进行信号闭锁及绞车司机各种操作。

(2)反应提升系统的原理和功能。

   (3)真实再现提升设备的运行和绞车房状况。

   (4)满足绞车司机实操要求。

    规格:井架:1800 mm×600 mm×2000mm

  • 支撑项目岩土工程特殊施工、井巷工程、测试技术、土木工程概论、有限元等课程施工与设计方面的实验项目,以及矿井井筒设计与施工方面的毕业设计与毕业论文。
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