近年来,我国大力发展大型矿井,采煤能力增强的同时,对应的设备规格、重量相应增大,设备运输、安装进度直接影响煤矿投产时间。辅助运输是煤矿运输中的重要环节,辅助运输设备的性能影响着煤矿运输环节的工作效率。目前,我国大多数矿井的辅助运输仍采用钢丝绳轮绞车牵引方式,智能化运输系统在综采工作面安装,能够解决原线路中牵引设备投入多、设备故障率高、重型设备运输困难以及运输过程中人员安全难以保障等问题,提高煤矿辅助运输的安全性和运输效率,降低辅助运输成本。

当前,六家煤矿采煤设备的安装多数仍运用绞车牵引、平板车运输、单体辅助支撑和滑轮调向等方式,在安装过程中容易对设备造成损害,甚至发生伤亡事故。因此,研究一套安全、高效的安装方式势在必行,既能缩短综采工作面的安装工期,还能实现工作面施工安全。

为解决工作阻力在8 000 kN以上的薄煤层液压支架前行人通道宽度与抬底机构布置形式及抬底量之间的矛盾,将杠杆机构引入抬底机构中,在分析了该种抬底机构的位置及组成基础上剖析了其关键技术。实际应用效果表明,该机构可以很好地解决行人通道与抬底形式及抬底量之间的矛盾,为工作阻力在8 000 kN以上的薄煤层支架抬底机构形式提供了一种参考。

新时代背景下,综采工作面趋于智能化发展,在建设智能化综采工作面过程中,可强化液压支架、采煤机的联动效果,采用智能化办法实现两者的协同控制。基于此,本文首先提出了综采工作面智能化协同控制结构,进一步从设备精准控制、明确运行程序、搭建通信系统三个方面讨论综采工作面液压支架与采煤机智能化协同控制方法,将所构建的智能化系统控制方法运用到实践场景中,经实践检验后,确认该次所提出的协同控制办法效果显著,可有效提升生产效率。

提出了一种具有压力自调定功能的综采工作面智能供液系统,采用机电液联合仿真平台对其压力特性进行仿真研究,并经现场试验和工业性应用表明,本次设计的综采工作面液压支架智能供液系统能够减小液压支架的压力脉动,流量冲击幅值下降,实现了对泄露量的智能控制,有效提高了综采工作面液压支架供液质量,验证了方案设计的合理性。此外,研究结论为后期优化液压系统实现多机协同提供参考。

综采工作面液压支架回撤工作一直是煤矿生产过程中的一个难题。为确保生产工作顺利进行,必须在合理安排工作面生产进度的同时,妥善完成回撤任务,保障回撤作业安全。本文对综采工作面液压支架回撤工艺进行深入剖析,并提出优化回撤工艺的具体措施,期望对煤矿生产产生积极影响。

针对大采高大倾角综采工作面存在矿压强烈、开采强度大、顶板容易冒落、支护难度较大的问题,以王村煤业1311工作面为研究背景,对工作面覆岩破坏规律进行研究,计算关键层和其他各层的载荷,确3D定关键层极限跨距和基本顶周期来压步距,建立FLAC数值模拟模型,研究工作面推进对垂直应力分布和垂直位移分布的影响规律;计算液压支架的工作阻力,对液压支架进行选型并分析其稳定性。结果表明,液压支架初撑力和末阻力的分布范围在4000~6000 kN和5000~7000 kN之间,大于额定工作阻力的60%占比为42.5%和70.6%,大于额定工作阻力的80%占比为0%和82.5%,没有大于额定工作阻力的情况。1311工作面选取液压支架满足井下支护需求,能够很好地适应井下大采高大倾角的复杂工况。

基于煤矿综采工作面液压支架生产工作中存在的问题,以液压支架顶梁为研究对象,分析现有液压支架顶梁结构特征,提出三种顶梁结构优化方案,并分别构建有限元分析模型,从顶梁扭转载荷工况和顶梁偏心工况两个角度开展有限元分析,根据分析结果确认其中最佳优化方案,并将其运用于工程实践,进一步检验最佳优化方案的有效性。

针对煤矿综采工作面液压支架在生产工作中存在的极易出现故障的问题,以液压支架顶梁为研究对象,基于现有液压支架顶梁结构特征,提出三种顶梁结构优化方案,并分别构建有限元分析模型,从顶梁扭转载荷工况和顶梁偏心工况两个角度开展有限元分析,根据分析结果确认其中最佳优化方案,并将其运用于工程实践中,进一步检验最佳优化方案的有效性。

为实现复杂地质条件综采工作面智能化,解决复杂煤层智能化综采液压支架的倒装推移油缸快速检修的问题,提高工作面推进速度,通过对推移油缸快速检修关键技术研究,设计了一种复杂煤层智能化综采液压支架推移油缸快拆装置。