为进一步探究板式液压支架在偏载工况下运行中可能存在的不利因素,以ZY4000型板式液压支架为研究对象,对其建立三维模型,并应用ANSYS有限元分析软件对其进行静力学分析,通过仿真分析明确其应力值偏高部位。而后根据仿真分析结果,提出较具针对性的优化改进措施,在优化改进后的测试结果中显示,应力值偏高的问题得到了有效改善,表明该次静力学分析与优化工作取得了初步进展,可为后续的液压支架优化提供一定的参考借鉴。

以ZY4000型掩护式液压支架底座为研究对象,借助ANSYS Workbench有限元仿真分析软件,开展了底座强度分析工作。结果表明,液压支架底座结构过桥位置存在应力集中情况,不能保证液压支架底座可靠工作。对比分析液压支架底座过桥板厚度为25 mm、27 mm、29 mm、31 mm、33 mm、35 mm时的等效应力分布情况可知,随着过桥板厚的增大,应力集中数值逐渐降低,过桥板厚为35 mm具有最优的力学性能。对完成改进之后的底座进行试验验证,结果表明,改进底座的应用,提升了底座的承载能力,减少了设备运维人员和成本,提高了液压支架的工作可靠性,能够为煤炭企业创造更多的经济效益。

掌握液压支架的机械特性对于确保矿井安全生产具有重要意义,现有的液压支架结构强度研究主要集中在作用于单个支架上的荷载上,而不是全机械化采煤工作面液压支架支护体系。以采煤工作面液压支架支护体系为研究对象,通过理论分析和数值模拟研究,分析了采煤工作面液压支架体系在不同工况条件下的力学特性和关键支撑构件的刚度特性。找出了液压支架支护结构薄弱点所在,并提出加固方式。研究结果可用于实现综采工作面液压支架体系安全稳定运行,从而提高开采作业的安全性和生产效率。

为解决人工上下杆的效率和安全问题,在原有液压钻机的基础上,就三种自动上下杆装置放置位置进行讨论,并决定实行方案。以此为前提对原有液压钻机结构进行改良,使新结构能更好地服务自动上下杆功能,然后再对重要零件进行校核,以防止在结构更改后受力改变导致零件过度疲劳造成安全事故。

基于安全阀压力梯度理论,介绍一种适用于煤矿弹簧式液压支架安全阀的仿真分析方法。此方法主要采用AMESim软件构建安全阀仿真模型,并根据模型实施安全阀内部结构仿真安全阀冲击加载试验系统仿真。为验证液压支架安全阀仿真分析方法的应用效果,将仿真分析方法与安全阀冲击压力安全性试验进行匹配对比,根据对比分析结果确认仿真分析方法具有较强应用可行性。

为了保证井下巷道掘进时的安全性,对全断面矩形掘进机机载锚杆设备液压系统进行了分析,并针对设备特点对安全防护方案进行了研究,解决了在操作过程中易出现误动作的问题,提升了掘进机作业的安全性。根据研究,该掘进机机载锚杆设备液压系统的工作稳定性高、可靠性高,能够保证巷道掘进作业的安全性能。

针对当前传统液压支架跟机控制系统精度低下、效率不高和安全性差的问题,某矿以自身实际的地质和大采高工作情况为基础,通过工艺分区的方式,设计了一种液压支架自动化跟机控制系统。着重分析液压支架跟机模型和调斜调偏控制模型设计,并在实际应用中进行可行性验证。结果表明,该控制系统能够高效安全地完成液压支架的跟机工作,支护高度控制科学,能够保持7.16s平均移架速度,将井下的移架效率提升近21%。

液压支架油缸内壁腐蚀是一个普遍存在的问题,可能由介质腐蚀、摩擦磨损和化学反应等因素引起。针对腐蚀原因,研究人员提出了多种油缸内壁防腐措施来提高油缸内壁的耐腐蚀性能。常见的防腐方法包括表面涂层和嵌套不锈钢套等,表面涂层可以形成保护层,防止介质直接接触到金属表面;嵌套不锈钢套则是将不锈钢套嵌入油缸内壁,提供额外的保护层,提高油缸的耐腐蚀性和耐磨性。这些防腐措施的研究对于提高液压支架油缸的可靠性和使用寿命具有重要意义。

寺河煤矿井下工作面液压支架以往自锁球形截止阀对下游管路无卸荷功能而易引发安全事故,设计了一种新型液压支架用截止卸荷阀,可实现进液截止、同步卸荷双重功能。对该阀的结构、工作原理、特点、性能进行了分析阐述,并在5312工作面进行了应用,能有效实现进液截止及卸荷功能,安全经济效益显著。

为提升液压支架顶梁的强度和刚度,消除矿井作业安全隐患,采用结构优化措施改进顶梁结构,首先对横筋板加厚处理;其次是对柱窝上方横筋处结合采用加焊一层贴板和斜搭肋板,加强薄弱梁处盖板、筋板性能。改进后,顶梁应力、变形的分布趋势基本同于改进前,且应力集中区的最大应力减小约435 MPa,垫块侧柱窝上方竖筋板铰孔附近处的顶梁变形最大值由2.2 mm降为1.6 mm。