新型三角轉(zhuǎn)子注漿泵系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)注漿控制方法的研究.pdf

1、注漿已成為解決地下突水和加固軟弱巖土層的主要技術(shù)手段?，F(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于礦山、水利水電、交通、建筑等許多行業(yè)，其作用受到普遍認(rèn)可。而限制注漿施工發(fā)展的注漿設(shè)備與注漿技術(shù)必將更新?lián)Q代，更符合現(xiàn)代化施工進(jìn)程。注漿泵作為注漿工程必不可少的設(shè)備，主要是往復(fù)式柱塞泵和活塞泵，均存在著輸出流量相對(duì)較小、流量不均勻系數(shù)較大、體積笨重、易損壞、不易維修等問題?？紤]到往復(fù)式注漿泵舊有結(jié)構(gòu)限制，本文首先從結(jié)構(gòu)方面突破，研發(fā)了一種新型三角轉(zhuǎn)子注漿泵，并配套設(shè)計(jì)

2、了該泵測(cè)試系統(tǒng)。此外，針對(duì)現(xiàn)階段注漿過程控制技術(shù)落后的現(xiàn)狀，針對(duì)性的提出了利用P-Q-t特征信息對(duì)注漿過程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)研發(fā)了一種大流量三角轉(zhuǎn)子泵，介紹了該泵主要構(gòu)件，分析了它的工作原理的優(yōu)越性，并對(duì)其進(jìn)行了多參數(shù)、長(zhǎng)時(shí)間性能測(cè)試。其注漿流量大達(dá)0～35m3/h，流量不均勻系數(shù)范圍為[0.35,4.27]相當(dāng)于五缸往復(fù)式注漿泵性能參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，能夠適應(yīng)更為復(fù)

3、雜的工況環(huán)境。還對(duì)其偏心軸等重點(diǎn)構(gòu)件進(jìn)行了ANSYS受力分析，為如何改進(jìn)構(gòu)件質(zhì)量提供了方向。
　　(2)配套設(shè)計(jì)了一套集壓力、流量等數(shù)據(jù)采集和分析與一體的測(cè)試系統(tǒng)，精確測(cè)量了該泵的各注漿參數(shù)，依據(jù)試驗(yàn)參數(shù)對(duì)該泵的容積效率與機(jī)械效率等性能參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致分析，得出了該泵最佳輸入、輸出參數(shù)，為進(jìn)一步優(yōu)化注漿泵性能提供了依據(jù)。并對(duì)合流三通對(duì)管路漿液的影響進(jìn)行了詳細(xì)分析，豐富了阻力系數(shù)的內(nèi)涵。
　　(3)基于機(jī)械性能特征研究了注漿壓力

4、和注漿流量之間的固有影響機(jī)制?？紤]注漿過程中被注地層介質(zhì)物性參數(shù)（滲透率k）動(dòng)態(tài)變化，建立被注介質(zhì)的物性參數(shù)和阻力特性等效關(guān)系。通過分析動(dòng)態(tài)映射耦合注漿壓力、注漿流量、阻力特性等參數(shù)，提出了基于P-Q-t特征的漿液擴(kuò)散加固的表征機(jī)制，進(jìn)一步揭示了注漿過程中“隱式”擴(kuò)散加固機(jī)理特征和“顯式”P-Q-t特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而將漿液擴(kuò)散加固過程中的“黑箱”問題通過P-Q-t特征“可視化。此外，結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)和工程資料，研究提出了五種典型實(shí)際P