超深矿井缠绕式提升系统动态特性理论与实验研究

摘要

随着经济和社会的发展，世界各国对矿产资源的需求日益增加以及地球浅层资源日趋紧缺，深部资源开发利用成为各国的发展战略，超深矿井大型提升装备是实现深部资源开发的关键装备。然而，我国现有的提升装备不能满足超深矿井提升的需要，超深矿井提升装备基础理论及产品设计制造的缺失严重制约了国家深部资源开发利用战略的实施。因此，必须对超深井提升装备展开深入研究，以掌握其设计制造方法和安全运行理论。本文以实现提升系统平稳和安全运行为出发点，采用理论分析与实验研究相结合的方法，研究了提升系统在不同提升速度运行过程中表现出来的振动特性，为超深矿井提升装备设计制造和安全运行提供理论参考和基础研究数据。本文研究主要包括以下几个方面：
　　考虑钢丝绳提升系统运行过程中，钢丝绳的绳长变化引起提升系统的质量、刚度和阻尼随时间缓慢变化的特性，采用适当的建模方法建立提升的振动模型。
　　针对双过渡平行折线绳槽特有结构特征和布置形式，研究钢丝绳在绳槽上缠绕时产生的激励，并建立提升系统有激励下的动力学模型。
　　采用合理的数值方法求解振动方程，并通过实验验证提升系统模型和数值求解方法的有效性和可靠性。
　　采用建立的理论模型研究不同提升速度下提升系统的振动响应，并设计和开展实验进行对比研究，得到了提升速度对提升系统动态特性的影响。求得特定参数下使提升系统能够顺利缠绕、平稳过渡和安全运行的最佳提升速度。

目录

符号说明

1 绪 论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文的主要研究内容

2 超深矿井缠绕式提升系统分布参数建模

2.1 引言

2.2 提升系统能量描述

2.3 提升系统振动方程

2.4 振型函数及频率

2.5 本章小结

3 振动方程求解及实验验证

3.1 引言

3.2 振动方程离散化方法

3.3 振动方程离散化求解

3.4 实验验证与分析

3.5 本章小结

4 提升速度对提升系统动态特性的影响

4.1 引言

4.2提升系统参数

4.3不同提升速度下钢丝绳的振动特性

4.4本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文与专利

B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目

C. 提升系统分布参数振动方程推导