针对矿用单体液压支柱在煤矿井下使用过程中因质量大而不便搬运导致作业效率低的问题,结合碳纤维与低合金钢复合材料,提出一种复合型矿用单体液压支柱轻量化设计方法。从材料和工艺角度,掌握了复合型单体液压支柱产品设计方法,形成了产品生产工艺流程,通过了产品性能试验。试验结果表明,产品不仅质量轻,还具有强度高、耐腐蚀等优势。

目前长平矿采用传统的单体液压支护方式,存在技术落后、操作繁琐、承压能力弱、危险性高、工作面推进速度慢、投入人力多、生产成本高等问题,因此设计了一种科学合理的综采工作面超前支护技术。通过对顶梁、掩护梁、底座、连杆、立柱和千斤顶进行了设计,同时设计了相应的运输装置及液压控制系统,并在长平矿5308工作面安装使用,总计回采长度约475 m,运行效果良好,达到推进速度快、降低劳动强度、保障安全的效果。

研究将囊式蓄能器应用于煤矿生产的单体液压支柱中，从而解决了单体液压支柱的虚支与倒柱问题，并就安装蓄能器后的支柱工作特性进行了理论计算与分析，为选择合理的蓄能器及支护特性提供了理论依据。

针对煤矿高档普采工作面支护设备合理装运的需要,设计研制成功了单体液压支柱专用运输矿车。该矿车彻底解决了使用标准矿车运输单体柱子存在的易变形损坏、装卸劳动强度大、单车装载量少等弊端。

崔木煤矿1302工作面回风巷超前支护存在异响等不安全预兆,为有效解决该问题,现场进行了排间距参数优化,将排间距由原先0.5 m缩短至0.4 m,支护支架由原先零散支护调整为整体铰链连接。效果考察可知;措施优化后,液压支柱应力平滑,在回采过程中未出现大幅应力突变现象。

为解决当前煤巷掘进时支护时间过长导致实际掘进时间不足,进而影响整体的掘进效率以及生产效率的问题,以某矿1501掘进工作面为例,在对其地质条件和矿压现象规律分析的基础上,完成了临时支护支架的结构和关键参数尺寸的设计。试验表明,新设计的临时支护支架掘进速度提升50%左右,应用效果理想。

针对煤矿井下液压支柱自动搬运设备,对其机械臂部件进行设计与研究,利用理论知识和工程实践经验设计成折叠形式,并对其进行运动学分析。通过Adams软件对折叠臂部件进行运动学仿真模拟,来分析折叠臂的位移、速度、加速度等运动特性,再通过ANSYS软件分析其重要零部件的结构强度。结果表明:所设计的折叠臂部件工作时,其运动特性和结构强度均很好地满足设计要求,安全无误地完成搬运工作,减轻了井下工作人员的劳动强度。

介绍了乳化液泵采用二级压力控制的液压系统及节能效果分析。

闭压力差是目前国内液压支架和单体液压支柱所用安全阀的一项重要指标 ，它直接影响支 架或支柱工作阻力的稳定性。

在对DZ型单体液压支柱研究的基础上提出了采用柱塞悬浮式单体液压支柱的新概念.介绍了DWX型柱塞悬浮式单体液压支柱的工作原理及结构特点.通过受力分析和强度计算得出了其活柱和油缸的受力特点和强度计算公式;通过稳定性分析和计算得出了其稳定性计算公式和稳定性安全系数标准.所研制的新型单体液压支柱具有结构工艺简单、工作行程大、使用范围大、稳定性安全系数大、重量轻、操作安全可靠等特点.并采用QPQ氮化处理工艺和Ni-P化学镀层工艺使其具有防腐耐磨防炮崩等特点.