充填采煤工作面液压支架的设计

针对充填开采需要,根据充填工作面地质条件及生产工艺要求,研制了用于充填开采工作面顶板支护的专用液压支架,并对支架结构特点及主要技术参数进行了阐述。运用有限元分析和理论计算两种方式对液压支架结构强度进行了校核并加以对比,保证了设计的可靠性。     

矿用固体充填液压支架控制系统

针对固体充填液压支架自动化程度低,导致煤炭充填开采效率低下的问题,设计开发了固体充填液压支架自动化控制系统。给出了充填液压支架控制方案,包括系统的整体控制框图,相关传感器的布置位置,自动充填控制流程以及系统的控制模式。该系统不仅提高了充填液压支架的稳定性和可靠性,而且也提高了充填开采的效率,具有很好的推广和应用价值。     

六柱支撑式固体充填采煤液压支架结构及工作原理研究

本文介绍了六柱支撑式固体充填采煤液压支架的基本结构及特点,支架高支护阻力,有利于控制顶板的初始下沉,保证充填空间;增设的压实机构对充填物料施加的压实力,提高了其密实度和接顶率,增强了充填体抗压力学性能.提出充填支架与围岩相互作用体系是由顶板-支架-底板,煤壁-支架-充填共同组成,并以此建立支架与围岩的作用力学模型,分析了到达理想充填效果时,支架最大集度载荷和各立柱受力情况.论述了六柱式充填支架基本移架方式及移架过程中其结构受力特征,建议对于不同条件,应选择合理的移架方式.     

单元式充填液压支架研究

单元式充填支护系统采用条带开采的减沉理念,使用新型充填液压支架,仅需将高水充填材料注入采空区条带范围内,待充填材料凝固后即可控制顶板及上覆岩层活动。实践证明,上述方法采煤效率高,充填成本低,能够有效控制地表变形。     

充填液压支架的研制

充填液压支架将充填工艺融合于综合机械化高效采煤过程中,与保护环境完美结合。介绍ZZC3800/16/29型充填液压支架的结构特点。     

固体充填采煤液压支架合理夯实离顶距研究

固体充填采煤过程中充填采煤液压支架的夯实离顶距对充实率及充填作业效率的控制具有显著影响,揭示了支架本身结构干涉产生理论夯实离顶距以及现场充填工艺产生实际作业夯实离顶距的机理,分析了基于机构优化和基于不同充实率两种影响因素影响夯实离顶距设计的理论,提出了支架设计优劣的检验标准,即由夯实离顶距严格控制的充填作业累积量不小于充实率要求的需求量（Vzjρ1≥Vzρ2）。借助机械自动化仿真模拟软件Pro/E 5.0,仿真分析了特定充填采煤液压支架采高-夯实离顶距变化规律,最终通过充填作业累积量-充实率及充实率需求量-充实率曲线对该支架充实率保障区域进行划分,判断了机构优化的优劣程度及整体设计的合理性,最终形成一种以夯实离顶距为检验指标的支架设计合理性判断方法。     

充填采煤液压支架工作阻力设计方法研究

本文分析了现有固体充填液压支架的结构及控顶特征,阐述了顶板条件、支架结构、充填密实程度和支架工作状态等关键影响因素对工作阻力的影响机制,建立了顶板-充填液压支架-充填体协同控顶力学模型,提出支架工作阻力的设计流程和方法:通过建立覆岩整体运动模型并结合临界充实率判断覆岩破断状态得到工作面顶板平均载荷大小,通过构建充填支架顶梁受力模型并求解立柱载荷比确定支架顶梁载荷形式,最后求解支架力学平衡方程得到充填液压支架的工作阻力。采用本方法设计了新巨龙煤矿1303N-1#充填工作面充填支架工作阻力。研究可为充填液压支架的选型设计提供理论支撑。     

综合机械化充填采煤

为了消除煤矿矸石山以及减轻对周边环境的影响,结合安全开采建筑物下大量压煤,进行了3种类型充填采煤试验。通过对不同充填介质材料实验研究,基本掌握了合理的充填材料配比,各种充填材料的压实度、流变性及风化性等力学特性;研发出采充一体液压支架充填与挤捣实装置和采充隔离密封机构等具有自主知识产权的核心技术;解决了固体输送系统中的大垂深大投量防堵、防冲击缓冲泄压等难题,研制了充填料配比、实时来料质量动态调整计算机智能控制系统;优化了充填工艺与系统成套装备等充填技术参数。     

充填液压支架的应用及发展展望

充填开采是提高煤炭资源采出率、改善矿区环境、实现煤炭产业高效绿色开采的重要途径。总结介绍了矸石充填、膏体充填、高水材料充填液压支架与相关装备的结构特点,以及应用状况,并对5m以上大采高工作面和放顶煤工作面的充填成套装备提出思考和研究方向。     

液压支架换向阀的液动力计算方法及其应用

液动力计算模型是液压阀建模和特性分析的基础和前提,液压支架用换向阀流道复杂,其液动力的分析计算与常规液压阀不同,且这种复杂流道下的液动力大小不易通过试验测试得到,计算模型也无法得到较好的验证。为解决这个问题,建立了液压支架用换向阀的复杂流道模型,利用2个控制体将流道划分为两部分,采用理论计算与流场仿真的方法分别研究阀口处和阀芯折弯流道处的液动力,并根据流场分布特征对传统液动力计算公式进行修正,得到了相应的修正系数;而在液动力的验证方法上,不采用传统的直接测试法,而是分别将修正前和修正后的液动力计算公式/min的换向阀数学建模中,通过对比2种情况下换向阀动态特性的仿真结果与试验结果,间接验证液动力修正模型的准确性,避免了直接测试法在应对复杂流道问题时的不足。2种情况下的动态特性仿真与试验结果对比显示,采用修正后的模型进行仿真得到的动态特性与试验所得数据非常接近,而用未经修正的传统计算模型得到的仿真结果与试验结果存在较大的误差,此结果说明了液动力修正模型的准确性,同时验证了复杂流道液压阀的液动力计算方法与试验方法的合理性。本文在液动力的理论分析与试验验证两方面均有不同,并结合工程实际对所用方法进行了验证,提供了面对复杂流道液动力的解决办法。     

液压支架标准化的探讨

现代煤矿高效工作面的关键设备液压支架 ,是煤矿实现采煤、运输和支护等所有工序全部机械化的重要环节。结合多年的液压支架制造经验 ,分析了液压支架标准化现状及弊端 ,进而对液压支架标准化的实施途径提出了建议 ,以期对推动液压支架标准化的进程有所裨益     

红土膏体充填材料及其物理特性试验研究

充填开采是实现矿山安全绿色开采的重要途径,但要求充填材料来源广泛、成本低,且必须能满足充填工艺要求,为开发新型膏体充填材料,以广西百色州景煤矿为工程背景,使用取材方便、成本较低的红土代替粉煤灰,将其与煤矸石,胶结材料混合制成红土膏体充填材料。通过试验测量不同固体材料质量比,不同干料质量分数的红土膏体充填材料的坍落度、扩展度、泌水率,并使用RYL-600剪切流变仪进行单轴压缩试验,测其抗压强度与弹性模量,进而分析红土膏体充填材料的强度特性,以及材料配比与干料质量分数对其性能的影响规律。研究结果表明:同等条件下与传统粉煤灰型充填材料相比,红土型充填材料强度差别不大,并且红土具有成本低、取材方便以及对环境无污染等优势;干料质量分数对充填体强度影响最大,当为80%时性能最优;随着红土掺量增加,充填体强度会降低,数据显示,红土与水泥质量比在1∶1、1∶2、2∶1时均满足充填要求,矸石、红土、水泥质量比为6∶2∶1时,充填材料既符合膏体充填工艺要求,又能减少充填成本。     

液压支架机构型式设计研究

介绍几种具有代表性的液压支架的研究与使用情况 ,并从机构学角度对几种支架机构型式进行了分析对比     

破碎矿体充填采矿法水压支柱护顶技术及其支护特性

为了解决深井破碎矿体开采中的支护问题,在两步骤回采充填采矿法中采用水压支柱进行护顶。工业试验表明,第一次加压后水压支柱的初始支撑力为9.4~13.2 MPa,支柱工作阻力在前3d内减小较快,之后缓慢减小;支柱高度均随支护时间的延长而缓慢下降,3d后顶板相对稳定。结果显示,水压支柱技术能有效提高破碎矿体开采过程的采场稳定性。     

液压支架承受附加力的分析

就液压支架的立柱倾角、摩擦力大小和方向对液压支架承受附加力的影响作了分析 ,为液压支架设计中的有关问题提供了理论依据     

掩护式液压支架姿态分析

以掩护式液压支架为研究对象,分析支架可能出现的各种姿态,建立支架某一姿态的运动学数学模型,计算出支架各部件关键点处的空间位置,结合三维建模软件UG建立几何模型,并对支架进行运动仿真。通过仿真可知,顶梁倾角的改变,对支架的梁端距变化量、平衡千斤顶连接耳座的中心距、立柱倾角均有一定的影响。     

冲击载荷作用下液压支架的力传递分析

为研究冲击载荷作用下液压支架的力传递特性,利用ADAMS仿真软件建立了液压支架的多体动力学模型。模型中将液压支架的立柱液压缸、平衡液压缸、顶梁、前连杆、后连杆以及掩护梁等效为弹性体,用预载荷模拟正常工作条件下的静载荷,用阶跃载荷模拟基本顶断裂或垮塌时对支架的冲击力。基于此数值仿真模型,计算分析了冲击载荷作用于顶梁不同位置时液压支架各铰接点的力传递系数和各铰接点力对冲击载荷作用位置的敏感度。结果表明：冲击载荷作用位置对液压支架各铰接点力传递特性的影响不同,各铰接点对冲击载荷作用位置的敏感度也不相同。这些计算结果对于液压支架的自适应控制和等强度设计具有重要意义。     

特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用

针对特厚煤层采出率低、"三下"及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题,提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上,系统阐述了该技术的开采系统布置、主要设备与巷式充填开采工艺;并对胶结充填材料的组成及其承载特性进行了研究,确定了适用于工程现场的充填材料干料配比为粉煤灰35%、白灰渣10%、水泥2%、矸石53%,料浆质量分数为79%,该配比充填材料单轴抗压强度可达1.8 MPa。现场工程应用表明:该技术充实率可达96.1%,开采21 m厚的煤层地表下沉最大值为265 mm,地表下沉系数仅为0.012 6,应用效果良好。