我国煤矿开采业,在机械技术提高过程中也得到了快速的发展。煤矿机械是较为单一的模式,转变为液压技术控制下的多项选择模式。煤矿机械依托于液压技术,实现了对机械的全面准确控制,使煤矿开采可以更好地被把握。

针对乳化液泵站工频控制时存在电气及机械冲击大、效率偏低、电能消耗大等问题,提出将恒压变频控制系统应用到乳化液泵站控制中。恒压变频控制系统通过乳化液泵站出口处压力传感器,实现管路压力实时监测,监测结果与设计值进行比对,并经变频器内置PID算法分析后,确定变频器输出电流频率,确保乳化液泵站输出压力与设计值相吻合,提高供液质量。在3506综采工作面进行工业试验,结果表明恒压变频供液系统运行平稳,可显著提升乳化液泵站稳定性、工作效率,不仅可满足液压支架乳化液供液需要,而且可以降低电能消耗。

为提高采面供液效率及质量,结合9101采煤工作面现场情况,提出将变频供液技术应用到液压支架乳化液供液系统中。由于9101采煤工作面采用智能化开采设备,采面推进速度快且采面布置推进距离短,为减少乳化液设备搬家倒面次数,提出采用集中供液方式,并对采面变频供液系统供液管路布置、乳化液泵启停控制等进行分析。现场应用后,变频供液系统可满足采面乳化液需要,并在减少能耗、维修工程量及劳动强度等方面表现出显著优势。

为探究浅埋薄基岩超长工作面液压支架群组的承载特性,构建了工作面煤壁-支架-顶板的弹性基础梁力学模型,研究了7种因素对支架阻力的影响。理论计算与实测结果吻合良好。研究结果表明:支架工作阻力呈单峰值与“M”形三峰值两种分布形式;工作面长度、基本顶厚度和弹性模量影响支架阻力分布曲线形状和高阻力范围;采高和上覆岩层载荷影响曲线值;支架刚度影响高阻力范围;巷帮刚度影响靠近巷道侧的支架阻力。基于此,提出了包括确定适当面长、支架分区调控、煤壁协同控制、巷帮主动强化等手段在内的浅埋薄基岩超长工作面关键安全管控措施。研究成果可为浅埋薄基岩超长工作面支架阻力设计与灾害预防提供理论依据。

针对煤矿井下顶管施工中顶进系统的4个油缸出现不同顶进速度时会引起顶管方向偏移的问题,设计了一种基于负载敏感控制技术的矿用顶管掘进机顶进液压系统,介绍了顶管掘进机结构和工作原理,详细分析了液压系统工作原理和参数计算。液压系统采用电液控制的四联负载敏感多路阀调节油泵流量和压力,使得每个顶进油缸的速度不受外部负载变化的影响,从而实现了同步顶进,减少了各油缸顶进速度不均衡造成的顶偏现象。

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。