为解决掩护式液压支架在抬头及低头姿态下平衡千斤顶损坏的问题,根据平衡千斤顶的容腔压力特性,对原有的平衡千斤顶控制回路进行改进。改进后的回路可控制液压补液系统启闭和进行一定程度的内泄漏自动补液,在保证平衡千斤顶安全作业的同时,可大大减少两腔高压液体的流失,避免支护效率下降。采用AMESim验证改进后的平衡回路的可靠性,仿真结果表明,与原平衡千斤顶液压控制回路相比,改进后的液压回路补液效率和稳定性明显提高。

为进一步探究厚煤层大采高液压支架的优化设计工作,以正文煤业11105工作面所使用的ZY12000/29/65型两柱掩护式液压支架为研究对象,对该液压支架在大采高煤层下应用效果较差的问题进行优化,设计了一种五连杆两柱掩护式液压支架,并对该支架结构的上前连杆、下前连杆和后连杆3个关键部件的尺寸进行优化调整。从仿真测试结果来看,该液压支架应力值低于材料许用应力,表明支架结构整体稳定,设计基本可行。

为进一步探究煤矿用液压支架可能的优化路径,以部分煤矿企业应用较多的ZY7200-18-40D型掩护式液压支架为研究对象,应用有限元分析方法对其进行建模分析,通过分析应力分布情况,明确该液压支架在设计方面存在的待改进之处,并应用多变量遗传算法,对该设备的顶梁和底座相关参数进行针对性的优化设计。从优化前后的对比分析结果来看,优化后的掩护式液压支架在应力分布情况上得以显著改善,证明此次优化方案发挥了一定的作用。

本文首先介绍了ZY13000/25/50D型掩护式液压支架的研制过程,之后利用三维设计软件Pro/ENGINEER进行了支架的运动分析,通过有限元分析软件ANSYS Workbench对支架进行虚拟试验,最终给出了支架的主要技术参数和相应的配套设备。

为提升综采工作面液压支架的回撤速度和效率,保障煤矿的生产效率和能力,以15202综采工作面为研究对象在对其地质条件分析的基础上,采用KJ-327液压支架压力监测系统对工作面的矿压显现规律进行实测,为后续支护提供数据支撑。采用临时和永久支护相结合的方式对15202回撤通道进行有效支护,保证液压支架能够高效、顺利回撤。

基于掩护式液压支架结构特征,构建掩护式液压支架有限元分析模型,并以此为基础实施掩护式液压支架顶梁底座两端集中载荷仿真分析,根据分析结果确认掩护式液压支架结构受力薄弱点,提出结构优化方案,并将此方案应用于工程实践,保障结构优化方案的有效性。

为提高大采高掩护式液压支架的工程应用性能，介绍了双伸缩立柱的支护特征，构建了掩护式液压支架支撑升架到恒阻阶段的Simhydraulics参数化仿真实物模型，并对赋值后的参数化模型进行仿真。仿真结果表明：在外载作用下，安全阀按调定压力开启溢流，中缸压力随外缸压力变化，并在安全阀开启后保持恒定；从理论上分析了降柱时能量对液压支架液压系统和元器件设计的影响，同时验证了设置2个大流量安全阀的理论依据、平稳转动操作手柄对降柱的必要性和压缩后高压乳化液形成的能量对立柱可靠性的影响，为液压支架使用和设计提供了理论参考。

平面连杆机构是由若干个刚性构件用平面低副连接构成的机构，广泛应用于各种机械设备中。煤矿井下工作面的主要支护设备如：掩护式液压支架、支承掩护式液压支架和中位放顶煤液压支架的结构都是用前、后连杆、掩护梁与底座相连接，加上顶梁和立柱等，构成一个平面连杆机构的。图1和图2所示为两种常用液压支架结构图。

应用试验的方法对综合机械化开采工作面应用广泛的掩护式支架进行了分析，根据支架应力及矿压分布情况，得出了一些有益的结论。对综采生产的适应性、完善和优化综采支架架型和配套设备、提高支架的可靠性等方面具有重要意义。

1 概述 徐州矿务集团机械厂是制造和修理煤矿井下综采工作面用液压支架的专业厂，制造液压支架～500架/a，大修液压支架～1000架／a。徐州矿务集团所使用的液压支架主要是掩护式液压支架和放顶煤液压支架，其中以两柱掩护式液压支架使用较为普遍。在大修液压支架过程中，对液压支架立柱、液压千斤顶等进行解体检查修复后，需做相应的耐压和灵活性试验。