液压支架在保障煤矿安全方面发挥着重要作用,顶梁又是液压支架中重要的承力结构件。对黄陵一号煤矿ZY9200/25/50D液压支架进行分析研究,利用Ansys软件对顶梁工作时的受力情况进行分析,发现存在明显的应力集中现象,最大应力为516.517 MPa,结构安全系数较低。经过研究分析,将Q690材料焊接在应力集板材部位,形成复合板材,提升该部位的刚度和强度。实践表明,优化后的顶梁最大应力为355.793 MPa,与优化前相比降低了30%以上,顶梁安全系数1.55,保障了设备运行的稳定性和可靠性。

我国是煤碳资源大国,国内的煤碳资源相对丰富,煤碳的开采会涉及诸多问题,例如大倾角综采工作面液压支架的失稳,其在一定程度上会影响煤矿工作的开展。煤矿开采期间,针对于倾斜角度较大的倾斜煤层,其开采工作开展时需要使用液压支架设备,当液压支架设备遭受顶板垂直力或者是垂直于煤壁方向的水平力时,液压支架失稳现象较为常见,此次论文先是分析了其失稳的影响因素,随后又对其失稳的现象以及控制措施等展开了探讨。

为实现复杂地质条件综采工作面智能化,解决复杂煤层智能化综采液压支架的倒装推移油缸快速检修的问题,提高工作面推进速度,通过对推移油缸快速检修关键技术研究,设计了一种复杂煤层智能化综采液压支架推移油缸快拆装置。

为了解决液压支架移动过程中产生的粉尘,根据液压支架的结构与工作特点,阐述了液压支架降柱移架产尘的特点,计算得到了降柱移架过程中粉尘浓度。采用数理统计方法分析了相邻液压支架架间宽度,得到了液压支架架间宽度的正态分布曲线,推导出了导尘槽的宽度;依据不对称设计得到了三心拱形的导尘槽截面;通过试验分析得到了装置自倾角。现场试验效果表明,总粉尘降尘效率为93.7%,呼吸性粉尘降尘效率为92%,降尘效果明显,提高了大采高综采面生产性粉尘治理水平。

为提高液压支架结构件焊接效率,尝试引进一种新型高效焊接工艺——CO_(2)潜弧焊。研究了CO_(2)潜弧焊焊接接头的强韧性、焊接位置适应性及焊接效率。结果表明:潜弧焊接头具有良好的综合力学性能,熔合线及附近区域是潜弧焊接头的薄弱环节,其冲击性能略低于其他区域;CO_(2)潜弧焊高效焊接工艺可应用于液压支架结构件的生产,尤其适用于PA位置坡口焊缝和角焊缝的施焊;采用CO_(2)潜弧焊工艺进行PA位置的角焊缝和坡口焊缝施焊,焊接效率可分别提高至原有工艺方案的2倍和2.48倍。

液压支架护帮板的主要功能是防止煤壁片帮。在采煤机到来之前先收回支架伸缩量,确保采煤机滚筒过机。护帮板通过倾角传感器和电液控配合,收至与伸缩量垂直位置。当煤壁发生片帮时,片落的煤块会被垂直的护帮板挡住而落在前部输送机上,减少支架前落煤和清浮煤劳动力的输出,提高煤炭资源回收率。

以赵固二矿14030工作面作为研究工程背景,对大采高工作面煤层赋存条件、开采条件及矿压显现规律进行研究,分析工作面支架与围岩相互作用关系。通过工程实际条件结合采高容重法、实测统计法、顶板载荷估算等分析方法,确定工作面液压支架初撑力及工作阻力,并结合现场实测数据确定了液压支架工作阻力。

根据义马矿区某矿35030工作面煤层赋存条件,确定了液压支架的工作高度和工作阻力,研制了ZF6400/16/30Q型放顶煤大倾角液压支架。通过对支架的仿真模拟和主要结构件的强度校核,可确保支架设计合理,为大倾角厚煤层的高产高效开采提供安全有力的保障。

采煤机、液压支架控制效果会直接影响煤炭生产效率及生产安全,现阶段采煤机控制及液压支架控制是相互独立的。基于此,在对回采工作面开采设备、开采工艺分析的基础上,提出采煤机、液压支架协调自动控制系统。该系统融合采煤机、液压支架控制系统并具备视频监控功能,可提高采煤机、液压支架协调控制效率,便于提高采面生产效率。

针对综放工作面液压支架易出现倒架的问题,基于综采放顶煤开采技术的主要应用优势,以潞安化工集团五阳煤矿A综放工作面为研究对象,分析了液压支架出现倒架现象的原因,并提出一系列具体防倒架措施。应用结果表明,通过综合应用这些防倒架措施,该综放工作面液压支架逐步被扶正,取得了较好的应用效果。该研究可为类似工况下的液压支架防倒架提供参考。