液压支架是煤矿开采过程中必不可少的机械装备,在确保煤矿开采安全方面发挥着不可替代的作用。本文以ZY3000型液压支架为例,对其在运行过程中活动侧护板出现的故障问题进行诊断,在此基础上提出维修措施。对于提升液压支架运行稳定性具有重要的实践意义。

针对煤矿井下支架搬运车爬坡能力不足的问题,在对支架搬运车主要结构及其工作原理进行分析的基础上,结合实际情况设计了轮边液压辅助驱动系统。该系统采用单泵四马达设计,使用同一个发动机和液压泵,使用四个马达分别对框架式承载拖车的四个车轮进行辅助驱动。主液压泵和补油泵全部使用SAUER90系列产品,液压马达使用芬兰黑熊BB05型号,均能够满足实际使用要求。基于AMESim软件平台模拟分析了支架搬运车的爬坡工况,其中坡度设为10%,研究结果表明液压辅助驱动系统能够正常工作,各硬件装置性能可满足要求。

输送带跑偏是带式输送机运行中常见的故障问题。分析输送带跑偏的原因主要是输送带横向受力不均衡。以DTL120型带式输送机为研究对象,设计了纠偏机构,该机构主要包括托辊支架、托辊、液压缸等部分,通过液压缸驱动支架发生旋转运动,改变输送带横向方向受力,达到纠偏的效果。驱动装置中的液压泵和电机型号分别为CBK-F2.5和YBC80L4。对设计的纠偏机构开展试验,证明具有很好的纠偏效果,响应时间在可接受的范围内。对纠偏机构进行工业验证,同样验证了该机构运行的有效性和可靠性,为煤矿企业创造了很好的安全效益和经济效益。

煤矿综采工作面是保证煤矿开采强度的关键作业场所。为解决目前煤矿井下综采工作面采煤机与液压支架协同控制性能差、控制精度不高、设备之间的协同不足等问题,由此导致综采工作面的控制精度低,开采过程无法实现对煤层的高效开采。为此,研究了综采工作面采煤机、液压支架的协同控制关键技术,提出了采煤机与液压支架协同控制机制,保证了采煤机与液压支架之间的协同动作。在山西某煤矿进行现场应用,结果表明所提出的采煤机与液压支架协同控制技术不仅提高了采煤机的掘进速度,而且也加快了巷道的掘进速度,极大地增加了综采工作面的产量,提高了煤矿的经济效益,为后期实现煤矿综采工作面的无人化、智能化提供参考。

为了满足薄煤层工作面用支架的大伸缩比,增加行人通道,满足一次采全高,配套大功率的采煤机和刮板输送机的需求条件,在保证强度且具有侧护装置功能的前提下,把顶梁设计成整体顶梁,顶梁前部箱型尽可能的薄。将四套筒侧推装置改进为两套筒结构,创新地设计出一种将侧推千斤顶加弹簧集成布置的侧护装置,将侧护板推开的同时满足薄煤层及大倾角薄煤层支架具有防倒防滑、挡矸、支护的功能。带有新型侧推装置的薄煤层支架在某矿使用后取得了良好的使用效果。这种结构的顶梁及侧推装置在1.3m以下的薄煤层及大倾角薄煤层更具有推广价值。

针对现有带式输送机制动系统存在的问题,对现有的带式输送机液压软制动系统提出了改造。首先,根据液压软制动系统的工作原理提出了改造方案。其次,基于AMESim软件搭建了制动系统的仿真模型进行仿真。最后,使用试验装置对制动系统在不同工况下的制动工作进行试验,为工作面带式输送机液压软制动系统的改造和实际使用提供了重要的理论参考。

针对某矿综采工作面液压支架对齐效率低下、作业人员多、安全性低等问题,设计出液压支架的自适应对齐控制解决方案,结合液压支架自对齐工序,设计出液压支架自适应对齐控制系统的软硬件,并将该设计系统应用于某煤矿4-3煤层,结果表明应用该设计系统后,综采工作面自动化生产效率提高,日产煤提高近2000 t,年产量增加88万t,每年增加收益2.1亿元;工作面作业人员减少15人,降低人工成本200万元。

针对传统采煤机难以适应硬质煤炭截割及截割效率较低的问题,开展了液压冲击截齿设计工作,配置了合适的液压控制系统,实现了传统采煤机截齿的优化。对优化后的采煤机进行了应用试验,试验结果表明,优化后的采煤机在截割硬质煤层过程中具备往复冲击作用,提高了煤炭截割效率,产生了更高的经济效益,具有良好的应用前景。

针对大工作阻力放顶煤液压支架的轻量化设计进行研究问题,采用计算机模拟技术和优化设计方法,旨在实现煤矿安全高效开采。研究结果表明轻量化设计后的大工作阻力放顶煤液压架重显著降低,同时其可靠性和使用寿命也得到提高。其研究成果具有很高的实用价值和推广价值。

通过提出一种适用于液压支架在顶梁偏心底座承受扭转载荷工况条件下的仿真分析方法,将此方法应用到有限元分析技术中,基于液压支架结构特点构建并实施有限元运算分析,进而根据有限元分析结果对液压支架参数结构进行优化。此外,为进一步验证方法的应用效果,研究中还开展了工程应用分析,验证了该方法应用价值的同时,为后续液压支架结构优化提供支持。