单体液压支柱依据《煤矿支护手册》单伸缩支柱强度计算设定的条件和力学模型进行强度设计,但该设计方法将液压缸体简化,并没有考虑实际工作过程中液压的工作特点,忽略了缸内的液压与金属件通过液-固耦合工作形式实现支护的实际工况。通过液压及刚性材料组成部件的整体与分体受力分析,探讨了金属构件及液压受力的特点,对液压缸结构件配合参数、结构力学特点进行了探讨,分析了液压力与部件受力之间相互依附的受力特征,由此提出了液压缸设计、制造过程中的建议。

对新生煤矿100105工作面两顺槽使用前探梁临时支护与玻璃钢材料的轻型单体液压支柱作为临时支护的效果进行了分析。经实践可得,轻型单体液压支柱质量轻、操作方便,相比使用前探梁支护大大降低了工人的劳动强度,提高了工作效率,保障了安全性。

安全高效的采场临时支护方式是保证顶板稳定的重要手段之一,传统的木支柱支护仍为我矿采场主要的临时支护手段,采场支护水平较低,难以满足采场支护要求,必须寻求更安全有效的支护技术和手段。单体液压支柱初撑力大而且均匀,能有效抑制充填体顶板离层,且可以回收再利用,因此,武山铜矿拟通过引进单体液压支柱,达到既能提高支护效率和质量,又能实现降本增效的目标。

单体液压支柱在使用过程中出现泄漏或支撑力不足而导致事故发生,设置低压报警装置实时监测单体液压支柱的压力变化,及时报警补液提高井下安全;高压报警一旦出现多个支护高负荷将提醒地压变化进行安全预警。设计的高低压报警装置安放在顶盖与柱头间的密闭空间内,利用压力变化使弹簧形变触发电子开关,实现低压、高压一体的触发开关,从而使得报警器发出声、光信号,警示压力过低或过高。

为进一步提高店坪煤矿9#煤巷道利用率、煤炭采出率,以9-205工作面为背景,综合运用工程类比、数值模拟、矿压监测等手段,对9-205运输顺槽进行留巷支护方案设计,模拟分析留巷阶段围岩破坏特征,矿压监测考察留巷支护效果。研究表明:9-205运输顺槽在原有“锚杆+锚索+锚网+托梁支护”的基础上,采用“单体液压支柱+工字钢棚”留巷支护,顶板下沉量约为33.1 cm,底板底鼓量约22.8 cm,应用效果良好。

本文介绍了单体液压支柱WQ-A型高压检测实验台的组成及功能,并在保持WQ-A实验台液压系统原有功能的基础上,对其进行了一些简化.

通过合理设计、提高支柱工作阻力、加强工作面出H管理等措施，防止单体液压支柱支护的工作面冲矸、抽顶、冒顶事故，以提高支护效果、减少单体液压支柱丢失、提高工作面回采推进度，让单体液压支柱支护的优势更加突显。

为改善TBM法施工中支护速度相对较慢的现状，提出了基于液压支柱的巷道临时支护方案。建立的临时支架力法计算力学模型，可实现钢拱架与液压支柱的选型设计。编制了可视化软件，能用于对支架参数的快速优化选择。用ANSYS软件对支架结构进行了位移分析。最后，以开磷集团悬臂式掘进机为工程实例，选择使用了DWQ25型单体液压支柱与11号工字钢配合使用的临时支护方式，研究表明，该支架支护不但能保证掘进机高效快速掘进，而且能有效控制岩层位移和保证作业安全。

通过对我国煤矿高档普采工作面中单体液压支柱的使用现状及存在的问题分析。阐述了“组合式同轴密封”的设计思想、结构特点。达到了在高压动态、低压静态都能保证支护可靠性能指标，降低产品成本、维护方便目的。