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深海多金属结核集矿装置水力输送流场分析与试验

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矿冶工程 2024年第2期44卷 1-4页

作者：彭建平李俊程阳锐黎宙吴冬华长沙矿冶研究院有限责任公司深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012

对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算,得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系;仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布,给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送... 详细信息

对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算,得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系;仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布,给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送喷嘴不同射流速度的采集试验,实验结果与理论计算及仿真分析结果相符。

关键词：多金属结核深海采矿集矿装置喷嘴射流流体仿真管道输送

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轻便型环保清淤机器人研制及应用

中国水运 2024年第5期 138-140页

作者：李俊黎宙吴冬华程阳锐长沙矿冶研究院有限责任公司深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012

针对各型输配水工程输水线路环保清淤、便于野外施工等的需求,通过采用全电力驱动、环保型清淤绞吸头的设计,研制轻便型智能环保清淤机器人,清淤机器人流量达到20m3/h,清淤浓度10%,爬坡角度30°。研制的清淤机器人在老虎沟明渠和老虎沟... 详细信息

针对各型输配水工程输水线路环保清淤、便于野外施工等的需求,通过采用全电力驱动、环保型清淤绞吸头的设计,研制轻便型智能环保清淤机器人,清淤机器人流量达到20m3/h,清淤浓度10%,爬坡角度30°。研制的清淤机器人在老虎沟明渠和老虎沟倒虹吸渠开展了工程应用,装备布放简单,施工转场方便,各项技术参数满足设计要求。

关键词：电力驱动轻便型环保清淤机器人工程应用

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深海采矿水下巡检ROV水动力特性分析

海洋技术学报 2024年第3期43卷 25-33页

作者：李俊徐靖昌詹凯程阳锐长沙矿冶研究院有限责任公司深海矿产资源开发利用国家重点实验室湖南长沙410012 大连理工大学运载工程与力学学部辽宁大连116024

为了高效稳定开采深海矿物资源,需要对深海采矿系统水下作业进行监测、维护。按照实际应用需要,自主研制了一款辅助海底多金属结核开采的水下巡检机器人(Remotely Operated Vehicle,ROV)。本文基于计算流体动力学方法,研究了ROV在进退... 详细信息

为了高效稳定开采深海矿物资源,需要对深海采矿系统水下作业进行监测、维护。按照实际应用需要,自主研制了一款辅助海底多金属结核开采的水下巡检机器人(Remotely Operated Vehicle,ROV)。本文基于计算流体动力学方法,研究了ROV在进退和升沉两种主要运动模式下的阻力、表面压强及流场流线特点,同时采用滑移网格方法对螺旋桨仿真,分析了螺旋桨转动对ROV水动力性能的影响。结果表明:ROV在前进和下潜时具有较好的水动力性能,螺旋桨转动对ROV腔体内部流场及尾流区域产生梳流导流作用,减小了ROV负压区及航行阻力,后退和上升时螺旋桨转动则加剧内部流场紊乱,恶化了ROV水动力性能。

关键词：深海采矿 ROV 螺旋桨扰动水动力性能流场

船-缆-机器人采矿系统中非均匀张力缆振动特征分析

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哈尔滨工程大学学报 2023年第9期44卷 1631-1637页

作者：程阳锐马佳乐王振戴瑜中南大学机电工程学院湖南长沙410083 长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012 深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012 大连理工大学数学科学学院辽宁大连116024 北京航空航天大学数学科学学院北京100191

深海采矿越来越重要,本文针对采矿船-缆索-水下机器人采矿系统的作业模式,考虑采矿船和水下机器人运动引起的非均匀张力缆索横向振动问题,建立了船-缆-机器人系统简化的数学模型,给出了二阶线性变系数偏微分控制方程和初边值条件。基于... 详细信息

深海采矿越来越重要,本文针对采矿船-缆索-水下机器人采矿系统的作业模式,考虑采矿船和水下机器人运动引起的非均匀张力缆索横向振动问题,建立了船-缆-机器人系统简化的数学模型,给出了二阶线性变系数偏微分控制方程和初边值条件。基于变量分离法求解模型得到非均匀张力缆自然频率和振动模态的Bessel函数解析表达式。分析了采矿船和水下机器人运动引起的端致运动规律,给出了上下端运动幅度和频率对缆索振动的影响。研究发现:端部运动幅度逐渐增大时,缆索的横向最大振幅均呈线性增长;端部运动频率与缆索各阶自然频率相等时,系统会发生共振现象,分析了各阶振型的响应函数,对非均匀张力缆的设计参数确定提供参考。

关键词：船-缆-机器人采矿系统非均匀张力缆 Bessel函数自然频率模态函数端致振动

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液压钢带式过卷缓冲装置的研究

液压钢带式过卷缓冲装置的研究

作者：程阳锐太原理工大学

学位级别：硕士

随着立井提升系统在矿山提升系统中的大量使用,立井提升系统随之成为矿山安全高效生产的核心部件。而立井系统中的过卷缓冲装置无疑对立井系统的安全可靠性提供了最后的保障。虽然目前已有各种种类复杂、名目繁多的过卷缓冲装置在各矿... 详细信息

随着立井提升系统在矿山提升系统中的大量使用,立井提升系统随之成为矿山安全高效生产的核心部件。而立井系统中的过卷缓冲装置无疑对立井系统的安全可靠性提供了最后的保障。虽然目前已有各种种类复杂、名目繁多的过卷缓冲装置在各矿山立井提升系统中使用,但是都或多或少的存在着各自的缺陷与不足,这就严重威胁着矿山的高效生产以及矿山工人的生命安全。因此,有必要对现有的过卷缓冲装置进行研究并研发出—套适应现代化、数字化和自动化矿山建设并满足矿山立井系统使用工况,且能有效保证立井提升系统高效安全生产的过卷缓冲装置。本课题在研究立井提升系统运动规律和过卷动力学特性的基础上,并通过大量的现场考查,分析了影响过卷缓冲装置设计与使用的各项参数,明确了过卷缓冲装置的主要功能要求和相关工艺程序。提出了多种解决方案,并对其各自的优缺点进行了比较分析,最终确定了设计方案。利用三维软件Solidworks构建了系统的三维模型并通过仿真分析对系统机构进行了优化设计。在ADAMS软件环境中构建了过卷缓冲装置的虚拟样机,通过对虚拟样机进行了运动学仿真分析进一步优化了系统参数。通过动力学仿真软件ADAMS和液压系统仿真软件AMESim构建了液压钢带式过卷缓冲装置机械系统和液压系统的联合仿真试验模型。在此过程中,研究了这两种软件在联合仿真过程中的接口问题。通过机-液耦合仿真分析进一步验证了液压钢带式过卷缓冲系统设计的正确性,掌握了过卷缓冲过程中的相关动力学参数,分析出了系统的部分运动特性。对进一步深入研究立井提升系统过卷缓冲有着基础性的作用,并对矿山的安全高效生产起到了促进作用。

关键词：立井提升系统液压吸能过卷缓冲 AMEsim 机-液耦合仿真

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液压过卷缓冲装置的理论分析

煤矿机械 2012年第5期33卷 93-95页

作者：程阳锐寇子明刘志太原理工大学机械工程学院太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心太原030024

设计了一种用于煤矿立井提升系统的液压过卷缓冲装置,对其结构组成和工作原理进行了介绍,并对该装置在工作过程中的制动过程进行了理论分析;最后简要地做了实例验算,验证了该设计方案的可行性。

关键词：煤矿过卷缓冲装置缓冲距离

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井下环境参数异常的变频采集环节设计

煤矿机械 2012年第6期33卷 249-251页

作者：寇彦飞寇子明程阳锐太原理工大学机械工程学院太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心太原030024

该监控系统由多参数环境监测装置(如CO、瓦斯、温度、风速等)、就地显示装置、数据存储装置等组成。为了能够准确捕捉井下环境参数异常或事故发生时的详细数据,提出了变频数据采集策略,以解决长时间记录与存储介质容量有限的矛盾。通过... 详细信息

该监控系统由多参数环境监测装置(如CO、瓦斯、温度、风速等)、就地显示装置、数据存储装置等组成。为了能够准确捕捉井下环境参数异常或事故发生时的详细数据,提出了变频数据采集策略,以解决长时间记录与存储介质容量有限的矛盾。通过实验研究本系统取得了良好效果,能够满足煤矿井下环境的使用。

关键词：微处理器频率信号密集采集变频储存可靠读出

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水下沉积物土工力学原位测量技术研究

矿业研究与开发 2023年第8期43卷 217-221页

作者：程阳锐卓晓军黎宙长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012 深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012

针对深海沉积物土工力学参数海底原位测量面临的测量不准、误差大的问题,提出深海高围压下原位极小变量测量方法、深海高围压下非接触式扭力传递技术及海底拖航连续多站位作业技术,并研制了深海沉积物土工力学原位测试系统,在中国大洋5... 详细信息

针对深海沉积物土工力学参数海底原位测量面临的测量不准、误差大的问题,提出深海高围压下原位极小变量测量方法、深海高围压下非接触式扭力传递技术及海底拖航连续多站位作业技术,并研制了深海沉积物土工力学原位测试系统,在中国大洋54航次、70航次中完成了海底原位测量作业。对中国大洋54航次DY54Ⅲ-A3-TG01站位的原位测量数据和船上实验室测量数据进行了对比分析。结果表明:利用土工力学原位测试系统在同一站位测得的海底原位数据具有较高一致性,但原位测量数据和船上实验室测量数据存在较大差异。水下沉积物土工力学原位测试系统的成功研制对开展深海沉积物原位测量具有重要意义。

关键词：深海采矿沉积物土工力学原位测试大洋航次

新一代海底履带式集矿车“鲲龙500”行走性能分析

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矿冶工程 2020年第5期40卷 1-4页

作者：李小艳程阳锐郑皓黎宙长沙矿冶研究院有限责任公司深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012

基于地面车辆力学理论,开展了模拟履带板与底质压陷和拖曳特性的试验研究,建立了深海特殊底质地面力学模型,进行了新一代履带式集矿车“鲲龙500”的直线行走性能多体动力学仿真,并利用“鲲龙500”实验室试验验证其正确性,在此基础上对... 详细信息

基于地面车辆力学理论,开展了模拟履带板与底质压陷和拖曳特性的试验研究,建立了深海特殊底质地面力学模型,进行了新一代履带式集矿车“鲲龙500”的直线行走性能多体动力学仿真,并利用“鲲龙500”实验室试验验证其正确性,在此基础上对“鲲龙500”的行走性能进行了分析。结果表明,集矿车两侧履带的速度差越大,其转弯半径越小;相比于陆地重黏土,集矿机在深海土壤上转弯半径小,转动角速度大。

关键词：深海采矿鲲龙500 海底集矿车稀软底质多体动力学模型仿真分析行走实验