针对薄煤层液压支架抬底千斤顶设计难题,以ZY9000/088/16D型薄煤层液压支架为例,阐述了抬底千斤顶工作原理,介绍了薄煤层单腔进液特殊型抬底千斤顶具体设计方案。根据抬底千斤顶在使用过程中经常出现活塞杆和缸口密封损坏问题,分析了抬底千斤顶具体损坏原因。在此基础上,结合该型抬底千斤顶具体结构特点,提出了相对合理改进方案,完善了抬底千斤顶活塞杆和缸口限位措施。实践表明,改进后的抬底千斤顶基本满足了液压支架抬底需要,可为类似问题的解决提供参考。

为满足支架稳定性和可靠性要求,液压支架顶梁、掩护梁、底座等结构件拼焊时,应保证肋板上装配孔的同轴度。按照传统加工工艺,需根据支架结构件上孔的大小设计不同直径的检轴,以保证肋板上装配孔的同轴度。由于每个矿井的采高、坡度、矿质条件不同,设计的液压支架类型也不同,装配孔的大小也会随之发生变化。当孔径较大时,检轴也随之变大,质量也相应增加,增加了生产成本,不利于标准化作业和通用性要求。当发生焊接变形时,检轴不易退出,可靠性差,操作不便。

针对小庄煤矿40214特厚煤层综放工作面具有强烈矿压显现的特点,综合考虑矿井运输系统能力,对该综采工作面液压支架进行了设计研究,提出采用1.5 m中心距、工作阻力达到14 000 k N的液压支架。对支架的理论参数进行了计算,同时对支架的应用情况进行了介绍。

针对目前采煤工作面沿空留巷支护及巷道超前支护,研发了一种具有横向自移功能的单元液压支架,可布置在巷道两侧或者一侧,在向前移架时,可以自移到巷道中间,然后依靠单轨吊或者绞车实现液压支架的长距离前移。

针对大采高纯水介质液压支架油缸的密封问题,设计了一种新型蕾形组合密封结构,并且建立了其理论分析模型。通过设置不同的直径间隙以及不同的压力载荷值,进行仿真分析,得出其不同直径间隙和不同压力载荷下的最大接触应力值。通过对比分析,得出了当直径间隙为0.55 mm时,其密封性能达到最佳,且在相同直径间隙不同压力载荷下其最大接触应力随着载荷压力的增大逐渐增大,而最大接触应力点在密封体与内外环体相接触的位置。

针对水介质插装阀在高压工况下容易产生气穴、气蚀和噪声的问题,设计不同的阀芯结构以及阀座结构来减小气穴及气蚀现象。通过理论分析得出减小气穴产生的方法,运用FLUENT仿真软件,研究不同的阀芯、阀座结构在高压工况下的气穴产生情况。结果表明:带有倾角的二级节流口具有较好的抗气穴特性,椭圆形阀芯能够降低压降集中;椭圆状阀芯与带倾角的二级节流口相配合时,气穴发生的程度相对最小。研究结论为设计水介质液压阀提供参考。