煤巷螺旋顶管机管节的结构设计及优化
彭军
刘宇
段开元
中煤科工集团上海有限公司,上海 200030
摘要：针对煤矿井下新型煤巷横川以孔代巷螺旋顶管施工中承插式混凝土管道不适用的问题,设计一种适配螺旋运输方式的新型管节结构,需满足三项核心需求:一是为掘进机提供有效推力传递;二是实现井下同步可靠支护;三是通过内壁耐磨镀层消除螺旋摩擦火花风险,同时优化连接方式以提升施工效率.采用端面法兰快速连接设计,优化连接部结构并增设注浆孔,以最小化台阶积煤对推进的干扰;基于ANSYS有限元分析软件,结合螺旋顶管施工工艺,模拟不同工况下管节的力学性能,通过参数化分析确定结构最优解.设计的新型管节结构在推力传递、支护稳定性和耐磨防爆方面均达到预期目标,法兰连接与注浆孔设计显著减少了积煤导致的推进阻力;有限元分析结果表明,该结构在复杂荷载下具有较高的安全性和适应性,同时兼顾经济性.所提出的管节结构有效解决了传统管道在螺旋顶管工艺中的局限性,通过力学优化与工艺适配,显著提升了掘进效率,为煤矿井下高效、安全施工提供了可靠的技术支撑.
关键词：煤巷螺旋顶管掘进机管节结构优化
分类号：TD421.5(矿山机械)
资助基金：中煤科工集团上海有限公司科研项目(02060211823Q)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 25-29 )
英文信息