在建立采煤机液压调高系统传递函数及其动力学数学模型基础上,分析了调高油缸的行程大小对液压调高系统稳定性及动力学特性的影响。结果表明油缸行程愈小,系统的相对稳定性愈好,同时随机载荷作用下调高油缸的振动幅值愈小。由于油缸行程受到油缸安装位置的约束,油缸行程太小时,滚筒将达不到最大采高的设计要求。因此,需选取最佳的油缸行程,使采煤机在满足最大采高和卧底量的设计要求下,液压调高系统具有较好的稳定性和动力学特性。

基于某连续采煤机截割臂升降液压系统的需要,设计了一种多功能平衡阀,可以克服截割臂自重和外负载,减小外负载突然变化产生的液压冲击,增加了截割臂下降时的稳定性。阐述了多动能平衡阀的原理和功能,对阀的主要参数进行了计算分析,给多功能平衡阀的生产和使用提供了参考。

针对铰接式车辆油缸行程差在设计中存在的问题,建立了油缸行程差的数学模型。考虑最大行程差作为性能约束条件,使其满足设计要求。并利用MATLAB软件编写了最大行程差遗传算法优化程序,得到全局最优解,绘制出解的变化和适应度变化曲线图,描述遗传算法的搜索过程,在获取可靠的转向系统全局最优解的同时,使求解过程简化,计算精度提高,从而为转向系统的优化设计提供了理论参考和借鉴。

顶板压力预测大多都使用1台液压支架的压力数据,缺乏相邻支架的压力相关性,基于相邻多台液压支架信息融合的LSTM-TCN模型预测一支架下一时刻的压力值。实验结果表明,该模型相比LSTM和TCN单支架预测模型,RMSE压力误差分别减小了12.3%和13.4%,MAE压力误差减小了10.3%和26.6%。

针对两柱放顶煤液压支架在使用过程中出现顶梁承载状态异常现象,采用三维软件绘制出ZFY8000/18/37D型支架模型,分析支架顶梁立柱承载区、平衡千斤顶受压承载区和受压承载区;构建支架平面力学模型,计算支架顶梁承载方程、合力作用点位置方程、立柱承载区方程、平衡千斤顶受压承载区方程和受拉承载区方程,通过现场数据验证其算法的合理性,得出结论:支架立柱工作阻力和平衡千斤顶能够直接影响支架承载能力;支架立柱固定点不能影响支架顶梁承载能力,但是能够影响顶梁"三区"的位置及大小;所推导的计算支架顶梁承载能力的算法与现场数据很贴切,对支架顶梁承载状态分析有一定的指导意义。

分析了6~8 m超大采高综采工作面切眼的合理尺寸,进行了切眼成巷至安装完毕全过程的矿压显现特征观测。研究结果表明:6~8 m超大采高综采工作面切眼断面尺寸不宜小于11 m×5 m,常规木支柱减跨支护缺点明显,通过优化设计的单元式液压支架强力减跨支护装备具有支护强度大、支护高度可控、稳定性好和适应性强等优点,经实践应用可实现切眼的有效支护,且可用于工作面正常回采阶段回采巷道超前支护,取得了良好的技术、经济和安全效果。

由于受当前履带式综掘机技术水平的限制,当掘进超过16°的负角度下行巷道时,掘进机无法自行后退,通常使用回柱绞车作为综掘机辅助后撤动力源,但钢丝绳受力过大往往出现崩绳伤人事故。针对该难题提出了使用液压单体+推移液压缸+连环的辅助牵引装置,利用推移液压缸不但可以进行后撤辅助牵引,又可以在停机或前进时实现制动。在-35°的煤巷切眼掘进时,实现了日均进尺30 m的绩效。该装置不仅能实现综掘设备在俯掘时快速后退,同时能够提高人员操作安全性,减少劳动强度,满足综掘工作面高产高效作业要求,为相似条件的综掘技术提供了借鉴。

为解决矿井采煤工作面超前支护因采用超前液压支架支护而导致顶板锚杆(索)失效且在直接顶破碎时超前支护段巷道变形严重等问题,以红岭煤矿1505工作面为工程研究背景,通过对巷道围岩变形破坏因素、特征的分析,建立了梯形巷道顶板超前支护围岩控制力学模型,并基于锚索梁锚注协同控制技术机理,提出锚索梁锚注的补强支护替代超前液压支架支护方式,现场试验效果良好。1505工作面回风巷超前支护范围内巷道两帮移近量为385 mm,顶底板移近量为339 mm,其变形量均在安全合理范围内,实现了工作面回采巷道全周期一次性主动支护。

以矿用高压磨料水射流切割机为研究对象,介绍了增压式水刀的原理,并运用仿真软件对其进行建模分析,确定了不同参数对水刀切割压力的影响,并分析其与超高压水射流切割技术的不同之处。确定其可以在井下用于对锚索工字钢等材料的切割,也可以用于设备的拆除和井下的安全救援。

综掘机液压系统的可靠性和寿命，在很大程度上取决于液压油和液压元件的清洁度。综掘机液压系统的故障主要是由于液压油污染引起的。主要分析了综掘机液压系统污染的原因，介绍了污染的种类及其产生的危害，提出了控制液压系统污染的方法。