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。

针对传统煤矿液压支架姿态监测系统数据采集的实时性不强的问题,通过剖析监测从站和控制主站的存在缺陷,设计了一种新型液压支架姿态监测系统。该系统以Cortex_M4微处理器为控制主站和采集从站的核心控制单元,运行FreeRTOS实时操作系统,移植了FreeModbus通讯协议栈,底层采集数据加盖时间戳,顶层采集软件通过Oracle数据库在上位机进行数据的存储和访问。试验结果表明,新型液压支架姿态监测系统降低了硬件复杂度,各监测点的采集时间可以朔源,压力数据的实时性显著提高,主站与从站之间的通信稳定可靠,无数据阻塞现象,顶层软件运行流畅,功能正常。