根据单体液压支柱在普采面支护的应用实践,建立了单体液压支柱恒阻阶段的Simulink仿真模型和支撑阶段的SimHydraulics参数化仿真模型,完成了计算机仿真。用提取压力仿真曲线坐标值的方法,求取了密闭系统的性能参数,安全阀开启压力和回柱特性仿真曲线符合工程实际。其工程指导意义是单体液压支柱设计要提高安全阀的开启流量,改善乳化液的通流作用,回柱时要轻转卸载手把。所提出的参数化通用建模方法,可以方便地对各种类型的液压缸或液压支架立柱进行数学建模或参数化仿真建模,得到的仿真结果能够为系统的设计、稳定性判定和参数设定等提供理论依据。

介绍了当前三用阀试验台在使用中所存在的主要问题，并分析了产生的原因，提出了切实可行的改进建议。

以煤矿三用阀中的安全阀阀芯的密封面为研究对象，通过在阀芯表面开设微造型以改善其润滑及抗磨损性能。建立阀芯微造型的数学模型，采用基于N-S方程的计算流体力学方法对微造型区域进行流场分析。通过得到不同结构参数及速度参数下的阀芯表面压力分布曲线及阀芯承载力曲线，探究在阀芯表面开设微造型对改善其动压润滑性能的影响效果。分析结果表明：在水压三用阀阀芯表面开设的微造型能产生良好的动压润滑效果；动压润滑性能随壁面间隙的增大，先略有下降然后再逐渐增强；随微造型深度的加深。先提高而后再逐渐下降；而不断增大微造型半径及壁面移动速度均能使动压润滑性能不断提升。

水液压技术相对于油压具有安全环保、节约资源、使用方便等诸多优点，是当前国际上流体传动与控制领域研究的热点方向之一，但水液压元件存在的气蚀、磨损、腐蚀及泄漏等共性问题，严重制约了水液压技术的进一步发展。乳化液水液压技术采用高水基的乳化液为工作介质，同时兼顾矿物油介质和纯水介质的优点，在煤矿井下得到应用广泛。介绍了乳化液水液压技术在煤矿支护装备中的应用，分析了其存在的污染、润滑和磨损等问题，并重点阐述了煤矿支护装备中核心部件煤矿水压三用阀阀芯微造型的相关研究进展，最后对煤矿水液压技术的发展趋势进行了总结和展望。

为单体液压支柱三用阀试验设计了一套自动调压装置，用两套减速机在计算机控制下分别控制调压刀的进退与正反转，实现了安全阀的自动压力调定。用弹簧补偿了调压螺纹副的位移。用Pro／E对调压装置进行了三维建模，验证了各部件位置及尺寸关系。为三用阀的试验还设计了液压控制系统、电气控制系统和计算机测控系统。样机试验结果表明研制的自动调压装置实现了安全阀公称压力的闭环精确智能调定。

介绍了三用阀自动装卸机构、自动调压装置、液压控制系统的组成和工作原理。在分析单体液压支柱三用阀试验标准和试验功能要求的基础上，采用工业控制计算机、PCI总线的数据采集和控制卡及相应的调理板组成硬件系统。建立了试验参数设置数据库和试验结果数据库，分别用于存储被试阀的信息和技术参数、试验过程中测得的数据及经过计算和判断得到的信息。开发了一套计算机自动测控系统软件，该软件有试验参数设置、全自动试验、硬件诊断、试验数据管理等功能。计算机测控系统控制三用阀试验装置，实现了三用阀的自动装卸、安全阀压力的快速精确调定、试验数据的精确采集和自动生成打印报表等功能。

为单体液压支柱三用阀试验设计一套自动装卸机构。通过一套减速机在计算机控制下实现三用阀的自动装卸。利用弹簧和丝杠补偿三用阀的2个螺纹副的螺距差，为三用阀试验设计液压控制系统，为实现自动控制三用阀的装卸，设计电气控制系统。用Pro／E对装卸机构进行三维建模并导入ANSYS仿真软件，利用ANSYS对其进行静力学分析并建立装卸机构的整体应力和位移云图。分析结果表明装卸机构的强度和变形量符合设计要求。通过外协加工和购买所需的零部件建立试验台样机，并且经过长期试验与测试证明样机对三用阀的装卸具有很高的成功率。

介绍了防腐三用阀的性能参数，及其研究过程。为我国单体液压支柱用三用阀的改进提高，提出了一些新的观点，有一定的实用性。

通过gambit建立三用阀阀口三维模型并生成网格，利用Fluent软件对阀内流场进行模拟计算。得出阀内的压力分布图和速度矢量图。根据图形预测阀内气蚀发生区域，并优化三用阀阀口，在倒角基础上增倒圆角，可以降低负压，减少气蚀发生的可能性。

根据单体液压支柱使用中存在的支承力下降的情况分析了三用阀密封装置存在的问题提出了在O型密封圈低压侧相关位置加装防挤圈的改造设计方案;分析了安全阀工况点变小的原因提出了改变安全阀弹簧加工工艺和增设防松螺丝的改造设计方案.