由于大采高液压支架的承载复杂多变,对不同工况下的液压支架的性能进行静力学仿真分析,分析认为,在进行液压支架的设计过程中,应依据液压支架的应力及变形分布,采用不同的材料及结构设计,以提高液压支架的整体性能,满足大采高综采的需求。

通过建立ZF13000型矿用液压支架中插柱的结构性能仿真模型,开展了其在不同工况下结构强度分析研究,掌握了插柱的结构应力变化规律,得到了其顶部与顶梁连接的铰接耳处为插柱结构的薄弱部位,提出了插柱的结构优化改进措施,以对后期开展插柱结构性能的进一步研究提供参考。

为进一步提升液压支架的自动化集中控制功能,保证综采工作面的生产效率和安全性,在对液压支架控制器进行总体设计的基础上,提出了集中控制功能的实现方法和控制流程,并对液压支架集中控制功能的控制效果进行工业性试验评估,为后续不断改进和优化奠定坚实基础。

根据倾斜煤层进行回采时会导致设备下滑的情况,提出了将工作面调整成伪斜坡度,即前溜机头和机尾的斜面采用超前距方式,如针对伪斜长度在8.59 m左右的28116的工作面,优化采煤施工流程和进刀顺序,全面保证了工作面可以进行正规作业。实践应用表明:采用此措施后,解决了工作面设备会出现下滑的问题,实现了高效又安全的正规作业循环模式。

针对某煤炭企业液压支架安装和回撤工作效率较低的问题,提出了开切眼及组装硝室的安装工艺和单通道单翼的回撤工艺。开切眼及组装硝室安装工艺的应用,改善了顶板下沉和底鼓的速度,减少了围岩的变形量。单通道单翼回撤工艺的应用,提高了回撤工作的安全性和作业效率,降低了施工工程量和回撤成本,节约了回撤工作人员和总工时,取得了很好的应用效果。

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、总线通讯出现断点、采煤机在使用时机头及机尾出现移动等问题,针对此情况,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。

为实现快速掘进、快速支护、安全高效的掘进巷道,双柳矿准备在某瓦斯抽采巷安装一台EJM270/4-2(E)掘锚一体机、一台CMM5-30液压锚杆钻车、一部DZQ100/80/45桥式转载机。针对安装设备的尺寸及重量、安装技术措施和调试程序进行了详细阐述,为后期的研究奠定基础。

针对液压支架进行更换工作面时对液压支架的撤出占据了大量的作业时间这个问题,改进了液压支架撤出的工艺,并由此进行折叠式快速回撤设备的结构研究。该设备拆解及运输方便,可快速完成液压支架的回撤,并减轻了劳动强度。

以ZZC8800/20/38型液压支架后顶梁为研究对象,利用UG和ANSYS软件建立了后顶梁结构的疲劳性能分析模型。结果发现后顶梁不同部位的疲劳性能存在很大的不均匀性,原因是结构设计不合理。利用ANSYS软件对后顶梁结构进行优化改进,使得结构的重量降低了9.96%,其最小疲劳寿命和安全系数反而分别增加了4.71%和12.99%。将优化后的后顶梁结构应用到液压支架中,经估算顶梁结构的使用寿命可以提升10%以上,经济效益显著。

分析了大缸径液压支架立柱油缸内孔的加工技术,研究了液压支架大缸内孔滚压的特点,在此基础上设计分析了Φ400 mm缸径内孔滚压装备。该装备应用在白音华煤矿5.2 m高端液压支架的生产中效果理想。