主要介绍了Solidworks软件在薄煤层液压支架设计中的应用，利用Solidworks软件设计的薄煤层液压支架，达到了设计目的和要求，证明在液压支架设计中应用Solidworks软件是可行的。

薄煤层工作面设备稳定性直接关系到整个自动化系统的稳定运行,不仅受外部薄煤层采面煤岩的影响,还与薄煤层三机的协同工作过程密切相关。各设备的稳定运行是保证自动化准确实施的前提,因此以工作面设备自动化控制技术为控制模型,利用Solid Works进行建模,将建立好的采煤机、液压支架和刮板输送机三维模型导入ADAMS中进行仿真分析,验证各项控制技术在薄煤层工况下的适应性。研究表明,薄煤层液压支架满足降-移-升控制过程要求的精确度和适应性要求,刮板输送机推移过程碰撞减少、速度稳定,能够满足薄煤层工作面自动化控制要求,有效解决薄煤层工作面自动化水平不高的问题。

文章通过对铁煤集团薄煤层综采设备现状的分析,提出了薄煤层智能化工作面综采设备选型配套方案,对提高铁煤集团综采智能化开采设备装备水平,提高现有设备使用率,确保安全生产,提质增效,具有深远意义。

在薄煤层开采过程中,为提升开采过程自动化水平、促进生产效率的提升,文章设计应用等高式采煤工艺,同时联合应用液压支架,能够对工作面进行自动化控制,显著提升生产效率,并缓解矿区开采人员劳动强度。

以宝欣矿3#煤层综采工作面为研究背景,根据极近距离破碎顶板的实际开采条件,构建了支架受力力学模型,通过理论分析确定支架支护强度不低于0.65 MPa,确定了支架结构形式为两柱掩护式。设计了ZY5400/08/17型强力掩护式液压支架。应用效果表明,支架支护参数设计合理,运行姿态良好,工作面顶板岩层得到了有效控制,可以满足极近距离破碎顶板工作面安全支护要求。

液压支架作为煤矿井下综采工作面至关重要的支护装备,是为综采工作面提供安全作业空间的承载结构体,对工作面安全开采十分重要。随着开采工艺的不断完善和综采技术装备的不断发展,液压支架也趋于不断成熟,目前各大科研院所已经根据不同的开采技术条件及开采工艺研制出了不同形式、不同作用的综采工作面支架,完善了综采技术装备的发展。对极近距离煤层而言,下位煤层回采期间工作面受上覆已采煤层破碎顶板的影响,会对工作面安全高效开采造成一定的影响,为保证下位煤层安全高效开采,工作面支架的合理选型及设计显得十分重要。本文以某矿3#煤层综采工作面为研究对象,对工作面液压支架进行了选型及设计,并进行了现场应用。

根据莒山矿9号煤层实际地质条件和开采条件,对工作面液压支架进行了选型研究,得出液压支架支护高度范围为0.9~2.1 m,中心距为1.5 m,支架工作阻力不低于4 152 k N,并对工作面进行了通风验算。在上述研究的基础上,确定9号煤层工作面使用ZY4200/09/21D型两柱掩护式液压支架,对支架控制系统进行了分析,以期此研究为后期工作面液压支架的设计和使用提供参考。

通过分析薄煤层开采设备的现状,分析薄煤层开采的技术及设备难点,找到影响其开采的薄弱环节,以重要组成部分液压支架的智能化调节为研究核心,建立智能化解决方案,并对方案进行数据计算验证,同时采用模型仿真模拟证实控制系统的可靠性,对薄煤层的开采工作能够有较大的帮助。

薄煤层综采工作面空间狭窄,环境恶劣,针对薄煤层综采工作面地形环境,设计了一种四摇臂结构的履带式巡检机器人辅助工人完成日常检修工作。由达朗伯原理和牛顿—欧拉方程,建立了机器人在越障前和越障爬升过程中的动力学模型,分析得到了不同地面摩擦系数和前摇臂倾角对主驱动电机输出力矩的影响规律,该规律可为该结构的机器人越障前的前摇臂倾角动作规划提供参考,同时为驱动电机的合理选型提供理论依据,有利于提高巡检机器人的越障性能。

针对薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的问题,采用离散元仿真方法对滚筒装煤过程进行研究。在UG中建立滚筒模型,利用颗粒流离散元软件PFC3D,建立模拟煤壁模型,将滚筒模型导入,形成滚筒、煤壁的组合仿真模型。通过顺转和逆转装煤对比实验,得出滚筒逆转装煤效率比滚筒顺转装煤效率高9.3%左右。通过正交实验,得到了叶片螺旋升角、滚筒转速、牵引速度三因素对滚筒装煤效率影响的显著性和最佳取值。仿真研究结果对薄煤层采煤机滚筒的设计具有一定的指导意义。