由于地下开矿活动,破坏矿山地质环境,影响地表稳定性,采用GPS测量技术观测,可有效监测地表位移和沉降。通过基线长度变化,准确反映出地面点平面位移量。在小范围内,利用GPS大地高的变化计算监测点的沉降量。GPS监测技术无需通视、布网灵活,平面位置精度高,在地形复杂矿山变形监测中具有不可替代优势。

在煤矿井下巷道支护中多采用槽钢梁、T形钢带等作为锚索组合梁,在高地压软岩巷道、矿压显现明显等条件下,该类组合梁在锚索远未达到其额定支护力的时候就会发生屈服,锚索支护性能不能有效利用。针对上述问题采用理论分析、实验室实测等方法研制了一种新型锚索组合构件-箱型梁。现场应用表明:该箱型梁大幅提高了锚索组合梁的强度和刚度,承载能力较14#b槽钢梁提高8倍以上,较T3钢带提高14倍以上,能够有效收集围岩表面压力并传递给锚索,对控制高地压、软岩巷道的围岩变形效果明显。

分析了目前煤矿锚索支护存在的问题,在高预应力强力支护理论的基础上,提出高预应力、长度较短的强力锚索,并全断面垂直岩面布置,是高地压、大变形巷道的有效支护方式.介绍了强力锚索及配套护表构件的力学性能,将强力锚索、拱形大托板及钢筋网组成全断面强力锚索支护系统,在锚索施加预应力的同时,给钢筋网也施加了较高的预应力,使钢筋网成为预应力支护系统的重要组成部分.在潞安矿业集团有限责任公司漳村煤矿一条与回采工作面对掘的、受2次强烈动压影响的巷道中,进行了全断面高预应力强力锚索支护技术试验,巷道支护状况发生本质变化.巷道两帮移近量比原支护方式降低90%,顶板离层几乎为0,围岩变形得到有效的控制.不仅解决了巷道支护难题,而且验证了支护理论的正确性.

针对深部矿井多发冲击地压的问题,在研究冲击地压发生机理的基础上,利用抗冲击恒阻锚索对冲击地压的吸收和释放作用,对某矿回风大巷进行了加强支护,通过对支护过程中采集的各项工作参数的分析,研究了抗冲击恒阻锚索在深部矿井中的应用效果,验证了抗冲击恒阻锚索在深部矿井支护中的独特作用,有效提高了深部矿井开采的安全性。

为了控制塔山煤矿8304工作面在切顶卸压过程中巷道顶板的下沉变形现象,保证成巷过程及巷道二次复用期间顶板围岩的稳定性,在预留巷道顶板原支护的基础上采用恒阻大变形锚索对顶板进行补强支护。运用理论计算并结合现场实际条件,选用长度为9. 3m,支护密度0. 8根/m2的恒阻大变形锚索加固顶板。现场应用结果表明:巷道顶板下沉量较小,成巷效果良好,可以满足复用生产要求,说明恒阻大变形锚索能很好适应切顶卸压自成巷对巷道顶板的变形影响,也为其他类似条件下沿空留巷顶板支护提供一定参考。

提出了液压支架焊接结构件加工完成后输送至涂装线上件位的一种高效环保新型柔性地面物料输送系统-滑橇输送系统,实现节拍式输送,并介绍了滑橇输送系统的主要功能、工作流程及其结构组成,针对滑橇输送系统布局情况进行节拍分析计算。

针对煤层开采深度不断加深、矿山压力逐渐增大的现实情况,积极推广应用ZY8000-22/48液压支架,详细介绍了该支架的技术特征和技术参数,并以开滦股份公司吕家坨矿业分公司6572工作面为例,实践探索了该支架的应用效果。结果表明,该支架的应用,有效提高了机械化程度,增加了工作面支护强度,减轻了工人劳动强度,保证了安全生产,提高了工作面单产,月最高产量达到13.5万t,相比原21/45支架准备工作面产量提高了3万t/月,实现了经济效益的突破。

通过综合分析国内液压支架设计研究现状和发展趋势,提出液压支架现代设计方法,融合计算机科学、材料学、力学等学科以实现液压支架的优化设计。根据矿井资料采用FLAC3D软件对工作面进行模拟分析,得出工作面岩层的合理支护强度,从而确定液压支架的基本参数;基于MATLAB对液压支架四连杆机构进行优化设计,实现在满足支架梁端距和双纽线轨迹等约束条件下四连杆机构质量轻等优化目标;最后采用Pro/E对液压支架进行三维设计并通过ANSYS等有限元软件分析液压支架的受力状况,优化液压支架结构参数和箱体结构件截面。

本文以激光熔覆技术为基础,阐述了激光熔覆技术在煤矿液压支架立柱再制造中的应用,再制造就是旧的机械设备发展趋势,经过再制造的产品无论是性能还是寿命均可以达到或超过新品。不仅能延长产品的使用寿命、提高产品技术性能,还有很高的社会和附加值。再制造以最低的成本、最少的能源和资源消耗来达到产品的"全寿命周期",是目前国家大力发展和扶持的产业。

液压支架产品在设计、制造和使用等过程中会发生很多失效形式,而每种失效形式都存在潜在的不合理设计、制造等。针对液压支架一些故障进行了支架设计的潜在失效模式及后果分析(FMEA),详细论述了如何建立设计FMEA的过程,给出了在液压支架产品中的应用实例。结果表明,FMEA作为可靠性设计的一种重要方法,应用于液压支架的设计,可以找出设计的薄弱方面,对于液压支架产品可靠性的提高、系统成功研发和后期客户的使用等都起到了及其重要的作用。