两柱掩护式液压支架有限元仿真及优化研究

将基于ZY10000/19/38型两柱掩护式液压支架基本结构,通过有限元分析软件构建两柱掩护式液压支架有限元模型,并以此为基础进行两柱掩护式液压支架有限元仿真分析,根据分析结果提出液压支架结构优化方案,最终将优化方案应用于工程实践,检验优化方案的可用价值。

8.2m超大采高综采成套装备研制及应用

针对6~8m厚煤层大采高一次采全厚综采技术与装备难题,以金鸡滩煤矿2-2上煤层赋存条件为基础,通过建立超大采高工作面顶板岩层断裂的"悬臂梁+砌体梁"力学模型及煤壁片帮的"拉裂-滑移"力学模型,研究了超大采高工作面顶板岩层断裂结构及煤壁片帮力学机理,研制了8.2m超大采高综采成套装备,实现了金鸡滩煤矿8.2m超大采高工作面安全、高效、高回采率开采。研究结果表明,通过液压支架与围岩的耦合动力学模型可以确定顶板岩层对液压支架的冲击动载荷,煤壁的破坏深度与开采高度、矿山压力呈正相关性,与煤体强度呈负相关性。通过设计研发大缸径抗冲击双伸缩立柱、三级协动护帮装置等新结构,提高了超大采高液压支架对围岩的适应性。通过研制大运量变频控制刮板输送机及新结构,解决了超大采高工作面瞬间煤量大、煤量变化大、片帮煤易压死刮板输送机等问题。研制了8.2m超大采高综采成套装备,设计采用"大梯度+小台阶"过渡配套方式,解决了端头煤损失问题。金鸡滩煤矿8.2m超大采高工作面日产5.7万t,月产达到150万t以上,实现了安全、高效、高回采率开采。

大采高综放工作面“三机”选型及配套技术探讨

针对大采高综放工作面"三机"选型及配套的问题,总结了我国煤矿综放开采"三机"选型的基本要求以及总体配套要求,并以42103大采高综放工作面为例,分析其地质生产条件,进行了"三机"选型及配套合理化研究。实践表明,选型与配套科学合理,取得了较好的技术经济效益。

液压支架底座与底板耦合作用受力分析

基于钢材以及岩体材料的弹塑性本构模型理论,建立底座与底板接触耦合分析模型,进行了底座应力以及底板比压的影响因素分析。计算结果表明,底板的比压分布并不均匀,柱窝下方的接触反力最大,两侧逐渐减小,偏向外侧主肋附近的接触反力大于内侧主肋,无主肋位置处的接触反力最小,可以认为底座与底板的相对刚度比是影响比压分布的主要因素。在较软的底板上,底座比压呈梯形分布,可以按塑性底板假设进行计算;在较硬的底板上,比压在立柱作用处达到最大,与按塑性假设计算得到的分布截然不同。在进行底座设计与选型时,应区分软硬底板,选用适当的分析方法按弹性底板或塑性底板分别进行考虑。