由于目前综采工作面跟机自动化系统受地质条件、设备因素等影响,工作中会出现电液控系统位置设置偏差、总线通信出现断点、采煤机在使用时机头及机尾出现移动等问题,提出运用综采工作面液压支架跟机自动化采煤工艺。基于自动化系统的工作原理,对中部、机头、机尾跟机自动化工艺及其应用效果进行分析。实践表明,该工艺既可提高开采工作的质量,又可保证开采工作的效率。

基于煤矿用滑移液压支架的基本结构及特点,构建滑移液压支架顶梁的三维模型和有限元模型,进而以此为基础实施滑移液压支架顶梁有限元强度分析。根据分析结果提出煤矿用滑移液压支架顶梁改进方案,并将其应用于工程实践,检验改进方案的有效性。

对某矿液压绞车关键元件主轴进行尺寸结构上的优化设计,并对绞车主轴结构及受力情况进行强度验算。结果表明,主轴的刚度及承载能力大幅提升,优化设计方案合理可靠,可确保煤矿液压绞车安全可靠运行。

为了获得最佳的液压支架立柱油缸结构参数,提高仿真计算的精确性,该研究利用SolidWorks三维软件的仿真计算模块,通过有限元法确定力学特性状态,研究了液压支架的液压支撑立柱油缸中心角α和焊缝间隙的合理数值。根据分析结果,依据最小误差和最大性能计算的原则,确定了缸体和焊缝的中心角及其合理值。研究成果为液压支架的结构设计提供了依据。

针对当前综采工作面存在的巡检安全问题,设计了一种以保证安全为中心的工作面液压支架智能化安全控制系统。该系统以智能化综采工作面的实际情况为基础,以人员定位识别系统作为辅助,共同控制液压支架硬件及电控系统。经过实际检测后发现,设计的智能化控制系统表现出色,能准确作出判断并及时作出动作响应,现场工作人员安全问题得到极大保证。

针对目前超前液压支架的被动支护和锚杆主动支护匹配度差、支护效率低的问题,在对巷道超前工作面变形情况进行分析的基础上,以非等强支护维护为核心指导对液压支架的支护结构进行优化,提出了新的凸凹配合结构,提高了超前液压支架的支护可靠性。根据实际应用表明,新的支护结构能够将井下围岩变形量降低44.6%。

主要对液压支架的结构进行应力分析,在此基础上对现有液压支架设计的薄弱环节进行了展示并提出了设计优化方向。利用有限元的方法可以处理传统力学方法不能处理的结构强度问题,使结果更加安全可靠。

由于液压支架中立柱在使用过程中极容易出现结构变形、局部开裂等失效问题,直接影响着液压支架对巷道顶板的支护效果和井下作业安全。基于此,在分析液压支架及立柱结构特点基础上,开展了立柱使用过程中的结构性能研究,得出:立柱的整体出现受力不均匀现象,其柱头为整个结构的薄弱部位,前立柱比后立柱所承受压力相对更大;从材料、结构、热处理等方面提出了立柱的改进措施,这对指导立柱的优化改进,保证液压支架的支护强度及安全性具有重要参考意义。

为掌握液压支架在使用过程中的结构性能,保证液压支架的结构安全性。分析了液压支架的结构组成,通过CAD软件UG构建液压支架模型,并以此为基础,利用OptiStruct求解器实施顶梁两端承受集中载荷底座偏载工况下液压支架的有限元分析。根据分析结果提出优化方案,最后将优化方案运用于工程实践,验证优化方案的有效性和实用性。

针对煤矿开采中液压支架的控制技术问题,通过分析自动化控制技术,提出了针对液压支架自动化控制系统的研究方法,具体研究了自动化控制系统的组成以及参数配置,并进行实际应用。结果表明:运用了自动化技术之后,减少了装置10%左右的故障监测时间,节约了装置在运行期间的维护成本,提高了煤矿综采工作面的开采效率。