针对煤矿传统液压支架回撤方式回撤效率低下、绞车牵引方式存在安全隐患、单轨吊运输存在盲区等安全问题,提出在TRIZ理论基础上设计综采液压支架高效回撤转运一体化装备。该装备牵引装置解决回撤液压支架过程中绞车拖拽断绳问题;可移动浮动钢轨自移前进,调向单元增加辅助轮,避免“啃底”风险;多单元互为支点多系统协同工作,解决回撤运输效率低、工人劳动强度大等难题。鲍店煤矿83上03工作面液压支架回撤中应用该装备,10 d内顺利完成液压支架回撤工作。对比传统液压支架回撤效率提高122%,有效提高煤矿生产效率,经济安全效益显著。

针对大同机电装备有限公司中央机厂对7.0 m以上超大采高工作面开采时矿压显现剧烈、围岩控制困难、煤壁容易片帮、易发生顶板冒顶事故等问题,通过运用数值仿真、模型计算及实地测量方法对液压支架与围岩强度耦合性进行研究分析;通过对中央机厂15218工作面超大采高矿山压力测量分析,得出基岩厚度大、埋深浅的超大采高工作面具有明显的大小周期来压与动载矿压;通过对中央机厂15218工作面顶板的力学结构、支架支护阻力以及煤壁的力学结构、临界帮护力的研究,得出架型应选择两柱支撑掩护式液压支架,液压支架护帮结构应选择伸缩梁与护帮板分体结构;通过采用工程实践分析的方法对中央机厂15218工作面超大采高工作面液压支架进行了适应性评价分析,得出ZY21000/38/82D型液压支架可以满足中央机厂15218工作面超大采高工作面的实际生产要求。

针对潞安化工集团五阳煤矿综采工作面降尘效果不佳的情况,设计了一种新型的二次负压自动降尘系统。该装置在五阳煤矿7607综采工作面进行了实践应用,测试结果表明:该自动降尘系统的应用能大幅度降低全部作业区域范围内的粉尘浓度,降尘率从45%左右上升到85%左右,降尘效果理想。

为了准确监测工作面液压支架的周期来压步距,设计一种液压支架压力监测系统,通过分析压力监测系统的整体架构,对工作面周期来压步距进行预测,在煤峪口矿2304工作面上进行实际应用。结果表明:工作面周期来压步距的预测平均误差为1.62 m,误差在允许范围内,监测结果可靠,为矿压观测和顶板管理提供依据。

煤矿运顺和回顺巷道采用锚杆锚索或金属棚支护,超前支护液压支架在推进过程中对顶板反复支撑作用,使巷道顶板结构受到破坏,引起顶板破碎,不利于巷道顶板管理和煤矿安全生产。根据巷道顶板条件和压力分布情况控制超前支护液压支架的初撑力,在巷道不同的相对位置实现非等强支护,而支架的工作阻力和其他功能不受影响,最大限度保证巷道顶板完整,实现对巷道顶板的安全科学管理。

鲍店煤矿5312工作面采用ZF7200/18/35D型低位放顶煤液压支架165架,通过校验其断裂角支架工作阻力和额定载荷,表明该支架能够满足实际生产要求。实际生产应用过程中,对液压支架立柱故障和油缸泄漏故障进行分析、处置,有效消除故障,提高了支架利用效率。

鲍店煤矿液压支架撤除以往是采用液压单体配合绞车牵引转向后多人手工作业方法,该撤除方法速度慢、安全隐患多、劳动强度大。针对液压支架撤除问题,设计了一种新型液压支架快速撤除机械手并配套相应的撤除工艺。该方案在鲍店煤矿6311^(-2)工作面液压支架撤除中进行了实践应用,能实现液压支架一次性抽出,液压支架撤除效率理想。

针对冲击倾向性综放工作面三机配套问题,采用理论分析计算和现场实测的研究方法,对小庄煤矿冲击倾向性40309综放工作面三机配套问题展开研究。研究结果表明:动静载叠加超过临界载荷是冲击矿压产生的主要原因,根据防冲和三机能力适配原则,确定了三机选型。

为研究工作面推进过程中液压支架工作阻力对顶板结构稳定性影响支护效果的问题,以北部上湾矿为背景,分析矿压显现运动规律及支架初撑力和末阻力之间的关系。根据监测数据、数值分析,初撑力和支架末阻力存在一定的比例关系,二者拟合公式为y=Ax^(2)+Bx+C,整体分布相对集中,拟合系数R^(2)约为1,初撑力和末阻力线性关系较强,可通过调节二者大小提升支护效果。

为解决柳巷煤矿综放工作面液压支架支护阻力不足难题,以3号煤30112工作面为工程背景,在总结其生产技术条件的基础上,通过理论计算、数值模拟、类比分析等不同方法确定了液压支架支撑高度为2.9~5.5 m,支护强度为1.4 MPa,工作阻力不小于18 000 kN,最终选用ZFY18000/29/55D型两柱掩护式液压支架,达到良好支护效果。