巷道掘进工作面临时支护是煤矿巷道掘进过程中的关键工序。目前王坡煤矿引进的CMM2-15液压锚杆钻车支护系统只具备顶板主动防护功能,缺少对掘进面迎头的主动防护,有明显的防护短板。为了避免出现迎头片帮煤岩砸坏钻车翻板事故,消除设备与人员面临的安全隐患,本文研制了一套CMM2-15液压锚杆钻车迎头支护系统,以实现综掘面顶板与迎头的全封闭主动防护,降低工人劳动强度,提高巷道掘进效率。

针对现有临时支护设备造成巷道顶板破坏和采掘失调问题,提出了一种履带式自移式临时支护结构,利用SolidWorks软件建立了履带自移式临时支护设备模型,介绍了临时支护设备的相关结构以及设备对特殊工况的适应性。借助ANSYS Workbench软件对自移式支护设备的零部件进行静力学与模态分析,校验设备的安全性。采用AMESim软件对临时支护设备的支护功能进行建模仿真,验证液压系统工作的可靠性。

设计了综掘用临时支护液压支架系统创新的采用六杆开链承载机构,同时用两对支撑油缸支撑顶板,具有结构简单、实用性强、机械化程度高等特点,配合自动移架搬运车可以实现综掘工作面临时支护的机械化和自动化。

通过对煤矿井下岩巷工作面传统前探梁临时支护长期存在问题的研究,受气动式自动风门和保险梯的启发,经过不断研发,解决了动力来源、气动装置、前探梁材质等问题,设计和制作出了气动式前探梁临时支护装置,通过工程项目现场试运行,解决了传统临时支护存在的问题,保证了顶板的安全管理,降低了劳动强度,保护了作业人员的人身安全,体现了机械化作业的先进性和实用性,在同类型支护巷道施工过程中具有较好的推广意义,在非同类型支护巷道施工中具有很好借鉴意义。

对新生煤矿100105工作面两顺槽使用前探梁临时支护与玻璃钢材料的轻型单体液压支柱作为临时支护的效果进行了分析。经实践可得,轻型单体液压支柱质量轻、操作方便,相比使用前探梁支护大大降低了工人的劳动强度,提高了工作效率,保障了安全性。

安全高效的采场临时支护方式是保证顶板稳定的重要手段之一,传统的木支柱支护仍为我矿采场主要的临时支护手段,采场支护水平较低,难以满足采场支护要求,必须寻求更安全有效的支护技术和手段。单体液压支柱初撑力大而且均匀,能有效抑制充填体顶板离层,且可以回收再利用,因此,武山铜矿拟通过引进单体液压支柱,达到既能提高支护效率和质量,又能实现降本增效的目标。

云岗矿综掘巷道采用三种临时支护仅对顶板进行防护,没有对迎头工作面进行防护。迎头顶板支护过程工作面常发生垮落,安全事故频发。针对这一情况,对ZJ-10/21机载液压前探梁进行改造,设计出迎头防护式液压前探梁装置,在8415工作面辅运顺槽中进行了实践应用,对迎头工作面进行有效防护,解决了工作面垮落的安全问题。

针对当前悬臂式掘进机掘进工作面掘、锚不能平行作业,临时支护、永久支护及各工序转换占用时间长、掘进机开机率低等问题,设计研制了一种循环前移式巷道门式支架机械手搬运临时支护系统。介绍了临时支护系统结构、工作原理及现场工业性试验情况。采用前掘后锚掘锚平行作业配套技术装备,使掘进巷道的时间和空间得到充分利用,并且减少了锚杆钻机和管线来回移动等工序,使循环作业时间大大缩短,掘进机开机率、掘进单进和工效大幅度提高。

针对矿井掘进过程中传统的临时支护工艺所存在的安全性能差、施工耗时长等问题,基于煤矿掘进作业机械化施工的必要性,提出使用全液压房柱式门框临时支护系统工艺代替现有支护形式。介绍了该支护系统原理及工艺步骤,并进行应用前景分析。结果表明,该临时支护系统工艺解决了传统临时支护工艺的诸多弊端,实现了机械化锚护作业,具有广泛的应用前景。

针对煤矿巷道临时支护支架的实际工况特点,从节能高效的角度将负载敏感原理应用于支架的开环同步回路 中,并建立该系统的AMESim仿真模型,通过空载、恒载、变载3 种情况下泵的动态响应结果与理论分析作比较,验证了 该模型的正确性.着重研究三组大偏载变化对同步精度的影响,仿真结果表明：该同步系统的位移同步误差和速度同步误 差均较小.