为解决传统端头及顺槽超前支护采用人工架设单体抬棚钢梁和切顶密集支柱支护存在机械化程度低、劳动强度大、作业环境差等问题,设计了一套横式端头液压支架与若干横式超前液压支架组合成列的支护工艺装置及方法。详细介绍了支架架型结构、技术参数及工艺特点。现场工业性试验表明,设计的支架架型结构合理,推移支护协调灵活,支护效果安全可靠,满足综采工作面端头及超前机械化、自动化支护需求。

针对山西某矿61205综采工作面由于埋深较大,采面开采时矿压显现明显,加之开采的12号煤层顶底板均为承载能力较差的泥岩,回采巷道超前支护段在采动压力、地应力等综合作用下变形量较大,采用传统的单体+工字钢方式难以满足生产需要这一情况,提出采用超前支护液压支架对回采巷道矿压影响段进行支护,并对选用的液压支架结构进行分析。经现场应用后,回采巷道围岩变形较小,采面超前支护作业人员数量降低2/3,同时劳动强度也大幅降低,为采面煤炭资源高效回采创造了良好条件。

考虑到传统的阀控液压系统存在伺服阀容易因受到油液污染而无法正常工作、阀控液压系统效率低、节流损失大、造成能源浪费等问题,研究一种基于伺服电机直驱液压泵的超前支架电液控制方法。伺服电机直驱液压泵系统由于电机的启动和转向过程中存在滞后性,因此使用常规PID算法的控制效果较差,使用模糊PID算法对伺服电机直驱液压泵系统进行控制。使用Matlab/Simulink仿真软件建立本文研究的直驱泵控巷道超前支架控制系统的仿真模型,并建立超前支架的实验样机,使用常规PID与模糊PID算法进行对比研究,研究结果表明：模糊PID算法作用下,伺服电机直驱液压泵的超前支架液压缸位置变化的超调量更低,调整速度更快,能够快速跟踪给定信号曲线,具有较好的鲁棒性。