根据某煤矿的实际综采方案,对ZY3000/08/18掩护式液压支架的实际工作阻力进行了分析计算,并且提出了计算模型。以ZY3000/08/18掩护式液压支架的技术参数为基础,利用Matlab软件对液压支架的运动特性进行了分析,对运动学参数的优化有一定指导意义。

新型高效低位放顶煤液压支架是近十几年发展起来的一种架型，它是实现厚煤层开采高产高效的三大设备之一。

目前我国矿井下使用的液压支架控制器主要来源依靠进口,国产的控制器在性能和稳定性方面尚不能满足需求,因此设计了一种基于微控制器STM32的液压支架控制器,介绍了系统整体架构、关键硬件设计和程序流程设计。经井下试验表明,该液压支架控制器性能稳定、功能良好,可为井下同类型的控制器设计提供参考。

液压支架是煤矿综采设备三机配套的重要设备,具有维护顶板和作业空间,推移溜槽并能自身前移等作用。介绍支架液压系统设计中加快回液速度、大采高侧推、减少被压等方面的优化设计,并对液压系统的发展进行展望。

针对榆林矿区某矿大采高综采工作面回风巷采用超前支架、单体支柱或木垛进行超前支护存在支护效果差、支护速度慢、支护成本高、工人劳动强度大等问题,设计了一种大采高垛式液压支架。对该支架在顶梁偏载与底座扭转、顶梁扭转与底座集中载荷、顶梁集中载荷与底座偏载3种工况下进行有限元分析,通过分析应力云图和变形云图发现该支架整体受力均匀,无明显应力集中现象,且支架未出现较大变形;对该支架进行现场测试,结果表明,该支架支护作用下的巷道围岩变形量小,有效保证了工作面巷道的安全。

综采工作面端头围岩在多种支撑压力的作用下,受采动影响最大,矿压显现复杂,是顶板维护和管理的重难点。为解决某矿新采面形成后端头处出现的6 m超前超高巷道支护困难的问题,加强端头支护工作并进行有效的超前支护,开展了超前超高端头液压支架设计。根据工作面下端头的支护特点要求,结合端头支架结构设计要求和工作原理以及使用参数,对端头支架的技术参数进行了详细的设计计算;并对活塞杆、千斤顶和液压系统进行了分析及选型计算,以保证其支护强度达到使用要求。分析认为,该端头液压支架设计可以避免由于工作面超前支承压力和沿倾斜方向支承压力共同造成的巷道围岩破坏,提高综采工作面推进效率。

液压支架的设计选型是煤矿工作面综采设备选型和配套的核心,利用数值模拟分析方法和浅埋深顶板结构理论计算方法确定了液压支架的支护强度,根据煤层厚度和煤层结构确定了支架的架型、支架高度和底板等必要技术参数,对实际生产具有一定的指导意义。

四连杆机构是掩护式液压支架与支撑掩护式液压支架最重要的部件之一,通过Visual Basic编程语言,开发了一套液压支架四连杆机构优化程序。通过在设计界面输入液压支架各个设计参数,从而得到四连杆机构的优化结果,大大地缩短了设计周期,提高了设计精度。

基于LabVIEW和PLC设计了液压支架工况自动控制系统。主要从系统整体结构、液压系统原理、PLC程序、数据通信以及界面操作等方面进行了设计。采用PLC作为下位机实时存储采集支架压力、位移、倾角等工况信息,并且在以PC机和LabVIEW为上位机中进行数据的处理与显示,提高了对液压支架的实时控制性,具有很好的效果。

通过对液压支架设计变量分析,采用MATLAB软件开发了一套液压支架四连杆机构优化设计系统。通过人机交互界面把支架设计变量输入到该系统,实现了对四连杆机构结构尺寸和铰接点坐标的优化设计;优化设计的四连杆机构满足双扭线轨迹曲线偏摆量,并可以降低支架连杆的重量。液压支架四连杆机构优化设计系统代替了人工设计,大大缩短了设计周期,提高了设计精度。