在对液压支架顶梁结构进行简要概述的基础上,从焊接材料、焊接电流与电压、焊接速度和气体流量控制等多个方面详细分析了顶梁结构焊接工艺参数的选择,为确保焊接质量必须充分结合实际情况对上述工艺参数进行严格控制。研究了顶梁焊接过程中热应力以及变形现象产生的原因及其控制方法,对于提升液压支架顶梁结构的焊接工艺质量具有重要的实践意义。

掘进机是矿井巷道成型设备之一,液压系统作为掘进机的重要动力来源,承担了较重的工作任务,因此,在分析EBZ160型掘进机的工作原理和结构的基础上,结合维护和故障处理经验,对掘进机液压系统的机械性故障和其他一般性缺陷进行了总结,并给出了对应的解决措施,为提高掘进机可靠性和安全性提供参考。

针对晋能控股煤业集团寺河矿使用单体液压支柱存在支护高度低、支护力小、不能自移、工人劳动强度大及安全隐患等问题,设计一套综采超前支护液压支架,共三组六架,并对挑梁、顶梁、掩护梁、前后连杆、底座等部件进行设计,该套超前液压支护具有支护面积大、工序简单、使用周期长、安全性高等特点,大大降低了工人的劳动强度。

为了解决矿用液压绞车主轴实际使用中由于其刚度不足导致的设备故障问题,以某型矿用液压绞车为研究对象,对关键件主轴进行重新设计,旨在提升使用寿命以及可靠性。通过对绞车主轴结构以及受力研究,对主轴材料、长度、刚度以及承载能力的设计进行了详述,并通过疲劳强度分析,验证了主轴设计的有效性。

针对煤矿井下综采工作面液压支架安装风险难度大、工艺复杂等现状,研制了液压支架安装平台和配套的机械手,在岳城煤矿1308工作面进行了现场试验,并结合试验存在问题进行了改进。试验效果表明:该平台能够满足井下使用,既保障了安全又提高了安装速度,工作效率提高了87.5%,具有较好的推广意义。

为了减少井下工作人员,实现无人煤炭开采,提高综采工作面采煤效率,研究了液压支架跟机自动化控制技术。首先分析了支架自动跟机技术的发展概要和相关定义,其次分析了影响支架跟机速度的三种因素,包括支架参数选择问题、煤壁片帮问题和抬底堆煤问题,然后分析了单架跟机动作和架群跟机动作,最后总结了液压支架跟机自动化控制系统的应用特点。

为了完善并提高液压支架电液控制电液控制系统实时监测系统运行功能及可靠性,在原有电液控制系统基础上通过增加布置高度、倾角、红外传感器等措施实现液压支架支撑高度、实时获取运行姿态等功能,并提出运行可靠性保证措施。改进后的电液控制系统在3306工作面运行时可靠、平稳,可为采面高效生产创造良好条件。

针对煤矿开采过程中会产生固体矸石废弃物的问题,结合煤矿开采关键设备液压支架的作用,利用固体垃圾填充置换煤炭技术,从主要结构的设计、支架整体三维建模及有限元数据分析对固体充填液压支架的设计进行研究,得出所设计固体充填液压支架满足应用要求,解决了矸石的大量输出对土地、环境、人身的影响和危害的问题,相较于普通液压支架,带固体充填夯实功能的液压支架在一定程度上提升了承载能力和稳定性。

针对综采工作液压支架对齐问题,基于霍尔原理设计并实现液压支架自适应对齐方案。根据液压支架工艺流程,建立姿态模型并基于该姿态模型设计病实现液压支架自适应对齐总体方案、硬件设计以及软件设计。经试验证明,该方案能够完成分布于采煤机前方、后方的液压支架自适应对齐,效果良好。

为进一步提升掘进机液压系统的可靠性,以EBZ300掘进机为例,分别就掘进机液压系统的可靠度和可靠性进行研究,并针对性提出故障诊断措施,为后续保障掘进机液压系统可靠性和采掘工作面生产的高效性奠定基础。