针对榆林矿区某矿大采高综采工作面回风巷采用超前支架、单体支柱或木垛进行超前支护存在支护效果差、支护速度慢、支护成本高、工人劳动强度大等问题,设计了一种大采高垛式液压支架。对该支架在顶梁偏载与底座扭转、顶梁扭转与底座集中载荷、顶梁集中载荷与底座偏载3种工况下进行有限元分析,通过分析应力云图和变形云图发现该支架整体受力均匀,无明显应力集中现象,且支架未出现较大变形;对该支架进行现场测试,结果表明,该支架支护作用下的巷道围岩变形量小,有效保证了工作面巷道的安全。

根据杨家村煤矿4101工作面不稳定顶板的情况,结合液压支架带压移架的特点,对液压支架推移控制回路进行优化设计,基于AMESim软件对所设计的推移控制回路进行模拟仿真,并对所获得的图表进行分析,并在工作面液压支架上进行现场应用试验,证明所设计的液控回路具有良好的支护性能。

针对某煤矿工作面液压支架用先导阀常出现阀芯卡滞与稳定性较差的问题,设计了一款球阀式电磁先导阀,通过与主阀相连建立其动态仿真模型分析其启闭回路特性得知改进后的先导阀在开启与闭合过程中球阀的稳定性较好无冲击振荡现象且换向迅速;通过对比改进前后梭杆受力曲线得知,改进后的梭杆结构相较于改进前的侧向小推杆具有更好的稳定性,可极大降低杆件卡滞现象。

以ZF20000/26/48放顶煤液压支架立柱控制回路为研究对象,通过AMESim软件搭建液压支架立柱控制回路仿真模型,研究了静载与动载2种工况下立柱的速度位移响应规律以及立柱底缸与中缸的压力响应规律,对比了静载与动载工况下的动态特性。结果表明:载荷发生突变是立柱回路产生冲击的主要因素,立柱底缸与中缸压力值与载荷大小呈正相关,冲击载荷是造成中缸爆缸的主要原因。这对支架稳定控制和立柱结构强度设计提供了新思路。

以液压支架电磁先导阀上的电磁铁作为研究对象,分析先导阀电磁铁的工作特点,运用Maxwell有限元软件对电磁铁进行仿真分析,得到电磁铁的静态输出特性,发现衔铁长度在28 mm时效果最佳;将静态特性仿真分析结果导入AMESim中,建立电磁铁驱动负载动态系统模型,实现电磁-液压-机械的联合仿真分析,得出电磁铁气隙、安匝数、电感、输出力之间的关系,发现初始气隙的大小应低于0.8 mm,以提升电磁铁的承载能力。

为了解决电磁先导阀在实际应用时经常出现的阀芯卡滞、电磁铁功耗严重等问题,首先通过对电磁铁主要结构进行分析设计,确定了电磁铁结构因数、磁感应强度、线圈内外径等参数。其次基于Multisim14.0对本安型液压支架电磁先导阀的电磁铁前置驱动电路进行建模分析,得出该驱动电路电磁铁电压在10.19 V时电磁铁启动电流为169.83 mA,启动电压在125 ms时稳定在2.5 V左右,电磁铁的维持电流为41.67 mA。最后通过电磁铁电气性能测试实验发现误差不超过5 mA,证明了该前置驱动电路能很好地实现对输入电流的调制,减少了功率损耗,可防止线圈高压烧坏,起到了保护作用。

受煤矿井下工况的限制，其运输车辆的传动系统也就有特殊性。主要阐述了液压传动和控制在煤矿井下车辆行走系统中几个最基本的问题：液压同步、液压差速、手动换挡、脚踏板式速度控制以及采用闭式回路的原因。

主要介绍了Solidworks软件在薄煤层液压支架设计中的应用，利用Solidworks软件设计的薄煤层液压支架，达到了设计目的和要求，证明在液压支架设计中应用Solidworks软件是可行的。

针对煤矿经常需要剪断刮板输送机刮板链，更换调节链的情况，研制一种矿用圆环链液压安全剪切器，解决井下高强度圆环链的机械化切断问题。该剪切器不仅体积小、重量轻，而且价格便宜，操作方便，保证了煤矿井下生产的需要。

针对煤矿井下复杂环境，研制一种对刮板输送机圆环链进行剪切的圆环链液压剪切器，解决高强度大尺寸圆环链的机械化切断问题，以满足生产现场迫切需要。