对孙家沟煤矿EBZ150型掘进机驱动油缸的受载情况进行分析,对掘进机截割臂的位姿进行研究,在压力传感器和记录仪所采集数据的基础上进行了数据筛选,系统得到回转油缸和升降油缸在掘进机掘进过程中的受载情况,为截割部工作的稳定性保证提供了依据。

利用SolidWorks和ANSYS Workbench软件建立泰山隆安煤业ZF3700/16/26型液压支架底座的有限元模型,通过分析发现最大应力和最大位移变形分别为515 MPa和4.14 mm,对应的安全系数只有1.07,存在安全隐患。针对这一问题,以过桥宽度、柱窝高度和耳板厚度为优化对象,开展优化改进工作,优化后的最大应力和最大位移变形分别降低29.4%和21.01%,安全系数提升至1.51。将优化后的底座应用到泰山隆安煤业工程实践中,经6个月时间的现场应用,达到了预期效果,使用寿命预计可延长15%左右,可以为企业创造良好的安全效益和经济效益。

为了解决我国低渗透煤层瓦斯抽排难的问题,本文以镇城底矿22213工作面为研究背景,利用数值模拟与现场实践相结合的方法对低渗透煤层水力压裂增透技术进行研究,发现随着水力压裂注液压力的增加,岩石裂缝扩展速度越快且扩展的长度越长,随着岩石弹性模量的增加,在注液压力一定时,岩石压裂裂缝的扩展长度越短。同时通过现场实践验证发现,经过水力压裂后低渗透煤层的瓦斯抽排效果明显较佳,验证了水力压裂对低渗透煤层增透技术的可行性,为矿井低渗透煤层瓦斯抽采提供一定的参考。

边角煤区域设计工作面,受地质构造复杂和区域设计影响,在回采当中工作面长度不断变化,拆除和搬家次数频繁。针对这一问题,以华阳一矿80620工作面边角煤区域为例,根据现有工作面地质条件、工作面长度、工作面梯形段等情况,从安全性、可靠性、经济性、运输、用工等多方面综合考虑,将整体顶梁组合悬移液压支架在边角煤区域设计工作面中进行应用,满足了矿80620工作面的生产需要。

为了研究液压支架用传动介质对矿区水源的影响,测定了煤矿井下现用液压支架用乳化油中含量不低于0.1%的有机组分、无机组分的化学组成及含量。依据《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对矿井水、采空区储水及水处理厂的进厂水和出厂水进行了检测,水处理厂的进厂水和出厂水中肉眼可见物及硼的含量超标,有机组分及其它无机组分没有超标。经过指定组分验证试验,未在水样中检出液压支架用乳化油的组分,可能由于相对于数量巨大的矿井水来说,液压支架用乳化油的用量非常有限,或者液压支架用乳化油的组分被煤层吸附或生物降解所致,乳化油未对矿井水造成污染。

为保证综采工作面设备安全高效安装及回撤,针对传统综采工作面搬家倒面工艺存在安全系数低、职工劳动强度大、投入人员多、作业时间长等问题,以永红煤矿3509综采工作面为背景,提出对工作面停采前的支护工艺及支架安装回撤流程及设备进行优化技术方案,现场应用结果分析表明,该方案能将搬家倒面时间减少50%,应用效果显著,为类似条件下综采工作面搬家倒面提供了宝贵经验。

液压支架在保障煤矿安全方面发挥着重要作用,顶梁又是液压支架中重要的承力结构件。对黄陵一号煤矿ZY9200/25/50D液压支架进行分析研究,利用Ansys软件对顶梁工作时的受力情况进行分析,发现存在明显的应力集中现象,最大应力为516.517 MPa,结构安全系数较低。经过研究分析,将Q690材料焊接在应力集板材部位,形成复合板材,提升该部位的刚度和强度。实践表明,优化后的顶梁最大应力为355.793 MPa,与优化前相比降低了30%以上,顶梁安全系数1.55,保障了设备运行的稳定性和可靠性。

以神农煤业ZDY6000LD型煤矿用履带式全液压坑道钻机为研究对象,对设备的技术特点和主要技术参数进行了详细分析,对关键的主机、泵站和履带车体部分的结构进行了介绍。将ZDY6000LD型钻机应用在神农煤业15101工作面的工程实践中,开展水害防治工作。实践表明,该设备具有良好的钻进性能和运行精度,实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹之间的偏差不超过5‰,应用效果良好。

针对陆成煤业使用的MG300型采煤机存在跟踪响应慢、设备运行精度不足的缺点,提出了以电液比例阀为核心部件的调高系统方案。使用ASAMS与AMESim软件对电液比例阀控缸动态性能进行仿真研究,同时加装单向节流阀与单向阻尼器,解决设备下降时的振动,满足开口处小流量的控制要求,增强阀芯工作稳定性。仿真试验结果证明,基于PID控制策略的电液比例调高系统的调高误差在0.07 m以内。现场应用表明,系统运行稳定性较好,降低了维修工作量,节约了生产成本,减少了事故发生率。

为减少不同液压液接触反应造成泵站和液压支架过滤器的故障,需对不同液压液的混合稳定性进行预测。选取了4个符合标准要求的液压液配方,按相同质量比各配稀释液,并将其稀释液进行混合,考察不同比例混合液在室温和70℃下的稳定性、电导率、Zeta电位、表面张力和浊度。实验结果表明,不同混合液静置168 h后,在室温下溶液稳定如初,在70℃下,部分混合液出现絮状物;混合液的电导率5.04~14.03 mS/cm,Zeta电位13.63~67.49 mV,表面张力35.9~42.2 mN/m,浊度1.14~76 NTU;在相同比例混合下,高电导率和低Zeta电位,不利于混合液的热稳定性;表面张力和浊度对稳定性的预测能力相对较弱。