针对综采放顶煤液压支架立柱在承载过程中支撑稳定性差及其影响煤矿安全开采等问题,以综合机械化开采支护的ZFG7500/20/32.5型放顶煤过渡支架为研究对象,设计立柱的结构与液压系统原理图,利用AMESim仿真软件建立支架立柱液压系统仿真模型图。研究过渡支架立柱承载过程中参数的变化以及仿真在不同压力下立柱的位移、速度、无杆腔流量等变化曲线。结果表明,当单个立柱所承载压力不超过2000 kN时,立柱动态特性较稳定,可有效保障井下安全生产,对立柱液压系统研究以及煤矿安全生产有重要意义。

阐述了插装阀用于液压支架立柱控制回路中有关密封闭锁、阀芯面积比的选择以及阀块结构设计等关键问题，并提出了具体的方案。

为了提高支架支护性能与灵活性,确保其升降与移架过程的稳定性与可靠性,对液压系统立柱控制回路进行动态特性研究并对整体稳定性进行联合仿真。研究结果表明立柱承载压力不超过1 000 kN时,外缸、中缸无杆腔压力最大分别为42.2、69 MPa,立柱的稳定性较好;当承载压力为1 100 kN时,外缸、中缸无杆腔压力最大分别为52.5、83.8 MPa,最大流量达到400 L/min左右,能及时泄压;基于ADAMS与AMESim的机液联合仿真,降柱、升柱时间分别为11.02、24.98 s,最大倾斜角度约为1.3°;通过对液压系统现场观测得出液压支架具有很好的支撑作用和稳定性,有效解决了以往充填开采时充填支架支护存在的问题,实现“采煤-充填”两班一循环的高效开采生产模式。