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。

为提高液压支柱的损伤检测效率,避免漏检问题,提出一种基于超声波的损伤检测系统设计。系统以三轴控制系统为控制核心,结合信号检测模块、主探伤模块、运动控制模块、预处理模块等有效地实现液压支柱检测的螺旋扫描式检测。超声探头的进给运动由滚珠丝杠、轴向定位导轨、滚筒支撑机构等实现,便于管道损伤位置的精准查找和定位。各功能模块中的机械结构协同运行,自动化程度高,能够有效解决常规定点测量方式的不足。

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。

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。

介绍了单体支柱镶套工艺的概况，重点阐述了镶套工艺的原理、工艺装备、工艺参数、技术经济指标测试，分析了经济效益及应用前景。

该文阐述了单体液压支柱密封质量检测的现状,对支柱压力变化进行了详细分析,为支柱快速检测和矿井安全支护提供了科学依据。

介绍支柱试验台液压系统和计算机控制系统的工作原理和试验结果.

外注式单体液压支柱在工作时超过临界载荷将发生失稳现象。根据静强度理论，对支柱稳定性及缸体、活柱的静强度进行分析，建立了活柱和缸体的有限元模型；通过ANSYS软件对活柱和缸体进行了静强度分析，得到相应的应力、应变结果。支柱的理论分析结果与有限元分析结果基本一致，说明建立的模型是正确的。分析结果为支柱的设计提供理论依据。