悬浮式气动平衡器作为重要的煤矿辅助提升装备,密封圈与气缸间的密封与摩擦特性对工作安全性和平稳性有着关键的影响。为研究密封圈密封性能以及密封圈与气缸之间摩擦特性,根据O形密封圈本构方程建立不同预压缩率条件下的静密封有限元模型,得出预压缩率、工作介质压力、摩擦系数对密封性能的影响规律。针对气动平衡器的结构特点,搭建摩擦特性测试试验平台,得出工作介质压力和运动速度对摩擦特性的影响规律,对于增强煤矿运输可靠性有着重要意义。

针对目前液压支架电液控系统压力数据量大,干扰信息多从而造成仅仅依靠人工分析难以完成数据提取与动态分析的情况,设计了一种能够对支架压力数据自动提取循环周期、预测以及来压区域划分的方法。首先针对液压支架的工作特点,设计规则,提取正常工作状态下的压力数据作为循环数据,随后通过聚类的方法,结合每个支架压力数据划分出显著来压区域,最后采用LSTM算法对循环压力数据进行预测分析。通过实践证实了该方法的可行性,为矿山压力规律研究及安全开采提供思路。

随着液压支架电液控制系统智能化进程不断推进,基于CAN总线的电液控制系统通信数据量越来越大,总线数据冲突增多,高优先级节点占据总线控制权,造成了低优先级节点持续发送失败的饥饿现象,严重影响通信实时性,阻碍其智能化进程,甚至威胁工作面安全工作生产。针对这种现象,对液压支架电液控制通信系统进行了详细的分析,结合系统结构和信息特点对CAN标识符和动态调度算法进行设计,提出了基于EDF(Earliest Deadline First)的总线动态调度策略,通过实验验证,该动态调度策略能够极大改善节点饥饿现象,降低系统平均时延,提高系统的实时性,为实现自动化无人值守工作面打好基础。

针对高产能矿井提升机运行负荷大、窜绳与调换绳频次高,常规调绳占用时间长、机械手夹紧力不足等问题,基于双楔卡绳原理与液压夹紧技术,提出并优化了自平衡举升多绳摩擦提升机调绳装置。经麦垛山副井提升钢丝绳调换应用验证,单次换绳可节约换绳时间96h、节省费用19.45万元,具有换绳工艺简单、安全、快速、高效等优点。

布尔台煤矿22403综采工作面回风巷超前液压支架选型为工程背景,分析22403综采工作面回风巷沿空侧岩层结构及综采工作面沿空回风巷超前支架与22403回风巷巷道围岩变形关系。以22403回风巷实际参数为基础,构建22403回风巷力学模型,采用基本顶位态方程,对沿空回风巷巷道变形量进行计算,通过理论计算的方法,计算出煤柱及正帮实体煤内的承载力,以巷道围岩变形对超前液压支架不发生挤架为原则,推导出上覆基本顶临界回转角度。确定沿空回风巷超前支护段支护的临界强度为1.7MPa,从而选择型号为ZQL2X24500/25/47D型超前液压支架。采用数值模拟方法以及现场实测方法,对回风巷位移进行观测,从而验证超前液压支架选型的合理性。

为解决现有四连杆稳定机构式液压支架支护状态下不能自主调姿的难题,提出了基于五连杆稳定机构式液压支架新架型。五连杆稳定机构有两个自由度,液压支架工作状态下稳定机构能够自由动作,有效解决了目前四连杆式液压支架正常支护状态下无法自主调姿难题。文章针对五连杆式液压支架的具体结构特点,建立了该型支架平面杆系模型,推导出液压支架支护阻力、调姿千斤顶作用力、上前连杆力、下前连杆力和后连杆力等主要力学参数关系式,基于上述关系式,结合Creo软件对其进行运动仿真,根据仿真结果,重点分析液压支架连杆参数对连杆力、调姿千斤顶作用力和支护强度的作用与影响,给出具体优化结果,指出了该型支架参数优化方向。

文章提出了一种符合《煤矿安全规程》要求，适应乡镇煤矿暗斜井主提升及大中小型煤矿采区提升的新型液压调速（防爆）绞车，并叙述了该绞车的设计构思原理，调速措施等，只要根据负载大小对各零部件进行设计计算，便可生产出系列产品。根据目前市场实际情况，该绞车具有广阔的市场发展前景。

文章基于矿山液压支架（柱）用乳化液的缺点，提出了使用新型浓缩物。在稳定性能、防护性能、润滑性能、贮运性能等方面，将二者进行对比分析，并与现用的进口液压油相比较，证明新型液压支架（柱）用浓缩物具有现场使用的优越性和经济上的合理性。

对三极并联齿轮马达的结构原理和性能进行了分析、研究，该马达具有抗污染能力强、轴向尺寸小、功率密度高、低速稳定性好、输出和启动力矩大等特点，对采煤机结构要求和恶劣工况有较好的适应性。

以采煤机电液比例阀控缸位置控制系统为研究对象,建立了电液比例阀控缸位置控制系统的数学模型,利用单神经元与PID相互结合的控制方法,在simulink中设计单神经元的采煤机电液比例阀控缸位置控制系统自适应PID控制器,在有负载扰动下进行仿真,并对突变负载扰动时常规PID控制和基于单神经元PID控制进行阶跃响应对比。仿真结果显示单神经元自适应PID控制器比常规PID控制系统具有较强的鲁棒性、自适应性,对采煤机电液比例调高控制能够达到自适应控制。