针对新疆某煤矿大型液压支架在斜坡上进行整体运输进而引发轮轨接触应力过大而导致轮轨失效的问题,建立了30 kg/m钢轨轮轨接触有限元模型,研究了静止-加速阶段斜坡倾角15.5°、21°,轨枕间距400 mm、800 mm不同工况组合方式下轮轨接触应力变化特性。研究结果可为该煤矿斜坡运输钢轨材质、斜坡坡度、轨枕间距选择提供基础数据支持。

随着煤炭经济的复苏,各大煤矿企业开始加大对地下煤炭资源的大力开采,大功率、机械化、智能化等综采设备的引进,使得井下自动化、机械化开采程度得到了很大程度的提升。永煤集团城郊煤矿引进大型掩护式液压支架,其液压支架单架质量高达23.6 t,平板车单架达2 t,且整体外形尺寸较大,井下运输到工作面距离长,运输过程中存在很多安全隐患,需要在地面拆解后分体后运输到井下,井下环境的限制造成支架组装十分困难。井下液压支架起重装置的引进,不仅解决了支架运输的难题,而且组装十分方便快捷,加快整体安装进度,减少了人员的配备,节省了工人的劳动强度,提高安全系数,实现了矿井高产高效。

针对井下大型液压支架斜井提升运输问题,结合该煤矿实际工况参数,构建了大型液压支架运输虚拟样机系统,探析了不同速度、加速度以及制动减速度对缠绕时钢丝绳动张力以及平板车运输液压支架运行稳定性的影响。结果发现平板车的最大振动幅值约5.0 mm左右;平板车的中心随着制动减速度增大而逐渐偏离轨道中心;钢丝绳最大动张力均小于最小破断力,最小安全系数仅为2.0,但是加速和匀速阶段钢丝绳平均动张力均大于最大静张力,在此种工况下钢丝绳极易发生疲劳损伤而提前失效,不满足长期使用的要求。