为研究在巷道围岩垮落这类危险工况下的超前液压支架支护性能,基于Terzaghi理论计算围岩应力,并推导出超前液压支架最大支护强度,采用Pro/E构建了超前液压支架的三维实体模型,利用ANSYS软件对超前液压支架顶梁施加围岩压力并进行静力学分析,仿真结果表明超前液压支架的顶梁、底座、前后立柱的最大应力值分别为392 MPa、17 MPa、104 MPa和154 MPa,均远小于超前液压支架主要材料Q690的屈服强度,说明超前液压支架支护性能满足在这种危险工况下的使用条件。

目前,国内煤矿井下综采工作面巷道多采用多排单体支柱加高强度工字钢棚梁进行超前支护,巷道两帮无法进行维护,支护效果不理想,工人劳动强度大,成本高,回柱危险性大,并且严重影响人员通行。随着机械化程度和采煤产量的快速提高,急需改变目前的支护方式,所以巷道超前支架的研究显得尤为重要。小纪汗煤矿开采煤层深度超过400 m,开采煤层厚度较大,顶板压力显现明显;底板岩性强度较低,局部易产生底鼓现象。针对此现象,特对巷道超前液压支架进行选型计算,并介绍应用效果。

为提高综采工作面超前支护的品质,采用现场实测和数值模拟相结合的方法对巷道超前段支护参数、架型结构等进行分析。基于"低初撑、高工阻"、非等强耦合支护策略,设计凹凸形机构、大缸径推移千斤顶等结构,实现超前液压支架被动支护与锚杆等主动支护系统协调匹配。开发的超前液压支架在多个矿区推广应用并取得了良好效果。

本文针对开采矿区的实际情况,设计了一款整体顶梁式运输顺槽超前液压支架,介绍了该支架的结构特点、工艺参数、工作原理,经过实践证明,该支架具有顶板适应性强、支护强度高等特点,提高了综采工作面的作业效率和安全性。

为改善采掘扰动及冲击地压对超前液压支架的冲击破坏作用,有效提升支护设备服役寿命,设计了一种新型缓冲吸能装置,作为一种独立设计的模块化单元,该种吸能装置通过螺栓安装在超前液压支架顶梁上端面,能够有效缓冲来压峰值,为液压支架安全阀的开启提供充足缓冲时间,极大程度地减少了液压支架立柱弯曲、断裂甚至爆缸现象的发生。文中重点对核心吸能体的结构参数及材质属性开展了相关研究,对比分析了6种不同材质手性蜂窝结构的变形响应特性、缓冲特性及吸能特性,结果表明:①相同冲击载荷工况下,橡胶材质三韧带结构压缩变形量最大,为172.1 mm,而尼龙材质六韧带结构压缩变形量最小,为5.83 mm;②经尼龙材质六韧带结构缓冲后的来压峰值最大,为2148 kN,缓冲时间为20 ms,而经橡胶材质六韧带结构缓冲后的来压峰值最小,为147 kN,缓冲时间为209 ms,远大于...

为满足顺槽大采高超前液压支架的自动化控制的需求,本文结合顺槽支护时超前液压支架的电控及手动控制需求,围绕这两方面需求针对性设计对应控制回路,然后依次构建了各回路的仿真分析模型,再运用AMESim液压仿真软件展开仿真分析,结合仿真结果分析各回路的位移变化情况并针对性调整回路,仿真结果证实,液压控制系统设计方案能够实现煤矿顺槽的自动支护,可以保证煤炭开采过程的安全。

随着煤矿开采智能化的高质量发展,井下开采装备的智能化以及无人化对实现煤矿智能化至关重要。传统超前液压支架导航依靠数据传输线连接各传感器进行数据传输与融合计算,存在着数据传输慢、导航精度低等问题。为了提高数据传输速度以及导航精度,设计了一种基于5G通信的超前液压支架智能导航系统。依赖于日益成熟的5G通信技术与传感器间的软硬件结合,采用分布式控制系统,以5G通信技术为基础,5G基站、交换机、服务器等通信设备为传输平台,形成视觉与毫米波雷达的多源信息融合,实现超前液压支架智能导航,大幅度提高了超前支护效率,为超前液压支架的自主导航提供新的解决方案。