大采高开采方法是目前国内外煤矿厚煤层井工安全高效开采中需要着力解决的重大技术问题。以陕煤黄陵二号煤矿418大采高工作面为例,针对其深部、围岩特性、平均煤厚6 m的特点,利用岩层控制理论、煤岩层力学特性、数值模拟等手段综合分析,通过数值计算得出支架顶梁及护帮板受力最大,其次为支架各连接构件,提出支架选型依据,采用验证、Analysis反验证等方法,确定支护方式和设备型号,最终确定支架为掩护式液压支架,型号为ZY12000/28/63D。该支架能够满足开采期间的工作阻力、周期来压、支撑力等生产需求。

由于彬长集团所属矿井下水质条件较差,液压支架销轴及其安装孔腐蚀严重,致使销轴拆卸难度大,工人劳动强度高,为液压支架大修拆解工作带来困难,严重制约了整体的维修进度。因此针对液压支架销轴拆卸工艺进行多次研究改进,从最早的人工手动撞击销轴或者推动游锤撞击游锤杆拉动销轴进行拆卸到后来的自制机械冲击锤撞击销轴或者配合游锤杆进行拉销进行拆卸,再到研制液压拔销器进行销轴拆卸,很好地解决了液压支架销轴拆卸困难的问题。对销轴拆卸工艺方法研究过程中所采用过的几种工艺方法进行对比分析总结,为以后液压支架销轴拆解工艺进一步优化提供参考依据。

电磁先导阀阀芯耦件修复难、主阀调试难是检修电液控阀组件存在的主要问题。为了解决这一问题,研究并应用了一种先导阀阀芯耦件检测维修装置及电液控主阀调试装置,解决了阀芯耦件检测难、效率低及成本高等问题,使该配件的修复使用率提升到80%以上,节约了材料配件费用。

通过对久益12CM15型连采机泥浆泵故障的分析和测试,找出了泥浆泵频繁出现故障的原因。为了从根本上避免此类故障的发生,对液压系统进行了相应优化改造。

为了使液压支架配合采煤机达到安全、高效的生产目标,通过对彬长矿业公司大佛寺煤矿40111工作面和文家坡煤矿4105工作面的液压支架智能化升级改造方案进行对比研究,形成了彬长矿业公司智能化综放工作面设备改造升级技术框架。在对井下工作面智能化设备使用情况调研的基础上,分析了不同配置的传感器和不同流量的液压阀在液压支架改造后的使用情况,及其与采煤机、刮板机联动配合的运行机制,揭示了综放工作面液压支架智能化改造升级不同的技术方案对生产过程的影响。

液压系统中常用的反冲洗过滤器存在排污口与进液口间不能被转球及时隔断,以致造成部分乳化液未参与反冲洗的问题,既造成乳化液的浪费、增加了材料消耗,又加剧了环境污染问题。通过对反冲洗过滤器进行优化设计,可在工作状态切换为反冲洗状态的过程中及时隔断排污口与进液口,使从排污口排出的乳化液全部参与反冲洗,不仅可以减少乳化液浪费问题,节省企业的材料费用,还可以减少环境污染,进而延长乳化液的使用周期,降低液压系统故障发生概率。优化后的反冲洗过滤器为液压系统稳定运行提供保障,使得煤矿开采生产效率大大提高。

煤矿用胶带运输机的运输能力制约着整个矿井巷道掘进和工作面的回采效率,胶带运输机中问题最为突出、最容易影响生产的是CST液压油冷却系统。CST液压油冷却系统的改进一直是煤矿的一大难题,从最开始的风冷到后来的水冷,设备的稳定性明显提高,但是冷却水浪费问题一直未能有效解决。从CST液压油冷却系统基本原理入手,通过对CST液压油冷却系统在电路和水路2个方面的改造,编写电动阀控制程序,实现CST液压油冷却水根据油温实现自动开停。不仅能提高胶带运输机运行效率,同时节省大量水资源,在驱动性能、生产效率、绿色环保和经济回报等多方面成效显著。

传统铰接式支架搬运车前后车架为铰接结构,采用铰接式转向机构,存在转向失效和轮胎易磨损等缺陷,而整体式支架搬运车采用的是全轮转向系统,车轮满足车辆转向基本原理,车轮载荷均匀,轮胎不易磨损。针对整体式支架搬运车U型车架的特殊结构,针对80t级整体式液压支架搬运车提出一种液压复合联动的全轮转向系统,通过连杆机构与液压系统的联动,实现整体式支架搬运车的全轮八字转向模式。

液压支架是煤矿生产中重要的设备,立柱是液压支架结构中最主要的维修对象。为了延长综采工作面液压支架立柱的使用周期,提高活塞杆外圆、缸筒内圆的耐磨性和耐腐蚀性,根据公差带分布的规律通过提高精度等级增加各部件表面有效厚度。研究分析了液压支架立柱活塞杆外圆和缸筒内圆的现有加工精度,按照公差等级国家标准分析了不同公差等级的活塞杆外圆、缸筒内圆的公差带参数,得出等级越高有效使用表面厚度越大,耐磨损、耐腐蚀性能越好。指出传统活塞杆外圆、缸筒内圆加工精度的不足,提出并实践了在现有维修加工技术条件下,利用激光熔覆和数控加工技术等提升活塞杆外圆及缸筒内圆的精度,增加有效表面厚度,提高耐磨损耐腐蚀性能,延长液压支架立柱的使用周期。

在煤矿开采的过程中,液压支架的选型非常重要,其不仅关系到煤矿开采是否可以正常开展,同时还关系到安全生产。特别是面对超大采高的情况,更需要科学合理安全的液压支架。结合杭来湾煤矿的实际生产情况。介绍杭来湾煤矿302盘区选择的采矿工艺,确定采用一次采全高采煤工艺。在此基础上,从支架高度、支架中心距、架型选择、支护强度、工作阻力、初撑力、护帮板这几个方面出发对支架关键参数进行论证,并就技术参数的确定过程进行阐述,最终确定支架技术参数。从整个支架参数的确定过程能够看出,支架选型需要综合考虑多个方面的因素,满足各项技术要求,以确保煤矿安全生产。