大采高技术与大采高液压支架的开发研究
科技成果——大采高综放液压支架及其配套技术
科技成果——大采高综放液压支架及其配套技术适用范围本项研究成果适合于西部矿区20m以上特厚煤层综放开采。
我国山西、新疆、内蒙、陕西、甘肃等多个产煤省区都存在20m左右的特厚煤层，对这部分煤层的开采，借鉴大采高技术的发展成果，实行大采高综放开采是目前唯一可行的开采途径，具有广阔的推广前景。
技术原理根据我国《煤矿安全规程》1:3采放比的规定，项目研制的5.2m 大采高综放液压支架可使一次采煤高度达到20m。
大采高综放工作面割煤高度加大，不仅可以实现工作面采放均衡生产、提高工作面回收率，而且为配备大功率后部输送机提供了空间，有利于工作面快速放煤。
另外，割煤高度增加也使工作面通风断面加大，降低瓦斯浓度，减少工作面的安全隐患。
关键技术1、发明大采高综放液压支架围岩耦合动态设计方法，大幅提升液压支架与围岩的适应性；发明双伸缩抗冲击立柱、中缸复合密封圈密封结构、1000L/min大流量安全阀快速卸载及实验装置，提升液压支架可靠性；2、发明采用双前双后连杆稳定机构、连杆之间设置人行通道、强扰动式尾梁－插板放煤机构的新型放顶煤液压支架，创新研制首台套工作阻力15000kN、最大高度5.2m的大采高放顶煤液压支架；3、研制新型大采高放煤过渡液压支架和放顶煤端头液压支架，与中部支架形成完整的大采高综放工作面高效支护系统。
主要技术指标（1）支架工作阻力15000kN，支护高度3.2-5.2m。
（2）支架寿命通过50000次循环加载型式试验，大修周期达到2000万吨以上。
（3）端头和超前支架能有效维护大采高综放工作面顶板，实现工作面连续、自动化推进。
典型案例本项目成果在大同塔山、同忻、华亭等矿井推广使用10套以上，为煤炭企业创造效益达20亿元以上。
该项目可以辐射到西部地区相同地质条件的矿井，解决特厚煤层开采难题。
此外本项目研究成果还对钢铁行业、大型结构件制造加工、仪器仪表检测等领域的技术进步具有重要的推动作用；对于提升我国的基础工业水平、促进高端制造业的快速发展、增强企业参与国际市场竞争的能力具有重要意义。
大采高液压支架设计
本次设计取题四盘区煤矿，四盘区煤层厚度普遍在8~9.4m，平均8.9m，且赋存稳定，煤层硬度大、韧性高，埋深平均208.7m，属于近浅埋深特厚煤层。针对这类煤层的回采问题，关键是解决采法问题。
1 绪论
1.1 项目立项的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晋城煤业集团从上世纪 80 年代开始采用综合机械化采煤方法以来，先后采用了分层综采和放顶煤综采技术开采厚煤层，并取得了较好的经济和社会效益。寺河煤矿和神东煤矿近些年来也都不断刷新大采高纪录。
大采高开采对我国的煤炭生产具有重大意义。
1）大采高液压支架的研制是解决工作面瓦斯和粉尘问题的需要
综采设备问世后，世界上采煤发达国家普遍推广使用。发展高产高效矿井，最大限度地提高矿井经济效益，已成为煤炭企业的主要发展方向，也是衡量一个国家煤炭工业发达程度的重要标志。
3）研制开发厚煤层一次采全高液压支架是发展民族工业的需要
我国是世界煤矿机械生产制造大国，已有部分产品出口国外，本项目在满足国内煤炭生产需求的同时，还可以发挥技术和价格优势将高端产品打入国际市场，提高我国煤机出口商品国际竞争能力。
Hydraulic support as coalface important support equipment, in the work process can achieve good supporting effect, depending on the stand of the frame type, structure and related parameters. With practice, this paper will design a support Shendong height of 8.9 meters of large mining height hydraulic support. Design is first calculated, analyzed and compared to determine the roof beams, hydraulic support base and other basic dimensions, and then optimize the four-bar linkage design do figure geometric method to determine the length of each stand four-bar linkage rod system, after preferably, each member, sketch, stress analysis, and checking the strength. Finalize the hydraulic model to determine the bracket supporting devices, assembly drawing and part drawing.
大采高智能化工作面液压支架自动跟机研究与应用
科学技术创新2020.11中，风机塔筒内部的仪表环境中，可以采用单片机进行监督仪表状态的稳定性，发挥出单片机的抗干扰能力，降低事故的发生概率。
此外，还有在手机通信设备上运用，在手机语音功能的建设中，对手机语音想你想进行识别，并且开展相关的操作。
一般单片机安置在收集音频的入口处，实现对众多音频信息的手机和识别，然后向各个部件下指令与信息。
3单片机在电子技术中的开发随着技术的发展，单片机的更新速度也就加快，在单片机的发展历史上，经历了4位、8位、16位和32位等阶段，其中8为单片机因为其较强的功能性，别广泛的应用于工业控制、仪器仪表等领域中。
在目前的单片机使用中，8位占据了主流地位，也代表着单片机的发展方向。
当前单片机在电子技术中的开发，嵌入式系统的建设得到了全满的运用，而且已经不再是裸机环境中的开发与使用。
而是实现了一定程度的自动执行，可以对数据进行较强的储存和科学的处理。
单片机的较强环境适应能力，可以让计算机在不同的环境中实现正常的运转和数据的处理，可以对外界的数据进行高质量的收集、分析以及处理。
对于单片机的开发，需要注意两个问题：一个是C 语言系统程序的优化，其中C 语言就是代表着单片机的数据处理能力，可以实现对编程语言的开展编译、处理等工作，具有较强的编程能力。
所以C 语言的系统程序的优化，直接关系着单片机在电子技术中的开发。
为了单片机可以在复杂的计算数据和控制数据的环境中正常使用，就必须要提升整个系统的集成能力与控制能力，加强C 语言的运用程度。
另外一个方面是需要加强对计算机的研发，单片机的制作中会使用通信接口，通过接口的连接与计算机进行数据的交流与沟通。
从另一方面来讲，单片机通过通信接口让通信设备和计算机形成了一定的联系，因此在对单片机开发的时候，其也需要加强对计算机的开发。
结束语文章对于单片机在电子技术中的应用研究，首先通过对单片机的概念以及特点分析，详细的阐述了单片机的常见一种运用，比如家用电器、医疗器械、工业控制等。
国产大采高液压支架的研究现状与发展趋势
题 ，改变 国 内 同 类 支 架 长 期 依 赖 进 口的局 面 ，于 ２０ ０ ３年 设 计 开 发 了 Ｚ ８４ ／５５ ５ Ｙ ６０ ２ ．／ ５型 掩 护 式 支 架 ，并 在 晋城煤 业 集 团寺河 矿投人 使用 。该 支架 是 在吸 收 国际上先 进 支架优 点 的基础 上 ，结合 我 国国
国产 大 采 高 液压 支 架 的研 究现 状 与 发展趋 势
张银 亮 ，赵 军。
（．煤炭科学研究总 院 开采设计研究分院 ，北京 １０ １ ；２ １ ０ ０ ３ ．晋城煤业 集团技术 中心 ，山西 晋城 ０ ８０ ） ４０ ６
［ 摘
要］ 分析 了国内大采高液压 支架的研制及发展过程 ，着重 阐述 了支架 的高度 、工作 阻力 、
（ ． ｏｌ ｎｎ １Ｃ ａ Ｍｉｉｇ＆ Ｄ ｓ ｎｎ ｒｎ ｈ ｈｎ ｏｌ ｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ ｈｎ ； ｅｉ ｉｇＢａｃ ，Ｃ ｉａＣ ａ Ｒ ｓａｃ ｔｕｅ ｅｉｇ１０ １ ，Ｃ ｉａ ｇ ｎｉ ｊ ２ Ｔ ｃｎ ｌ ｙＣ ｎｅ， ｉｃｅｇＣ ａ Ｇ ｏｐ ｉｃｅｇ０ ８ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｅｈ ｏｏ ｅｔ Ｊｎｈ ｎ ｏｌ ｒｕ ，Ｊ ｈ ｎ ４ ０ ６ ｈｎ ） ｇ ｒ ｎ
ｐ ｒ ｔ ａ ｇ ｉｉ ｇ ｈｅｇ ｔｉ ｎ ｉａ ｅ ｓ ｗｅ １ ｏ ｗｉ ｌｒ ｅ ｍ ｎ ｎ ｉｈ ｓ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ａ ｌ． ｔ ｈ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｌｒ ｅ ｍｉ ｉ ｉ ｈ ；ｐｏ ｒ ｄ ｓ ｐ ｒ； ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｓａｕ ａ ｇ ｎｎｇ ｈｅｇ ｔ ｗｅ ｅ ｕ ｐｏ ｔ ｅ ｅｏ ｎ ｔｔ ｓ
第１ ３卷 第 ６期 （ 总第 ８ ５期）
２０ ０ ８年 １ ２月
煤 矿 开 采
浅谈大采高液压支架的应用情况及设计难点
浅谈大采高液压支架的应用情况及设计难点作者：马晓燕来源：《中国新技术新产品》2015年第19期摘要：本文介绍了国内大采高液压支架发展现状，分析了大采高液压支架的应用情况及使用中存在问题，分析了特大采高支架的设计技术难点。
关键词：液压支架；大采高；技术难点中图分类号：TD355 文献标识码：A一、大采高液压支架的发展现状液压支架是煤矿长壁开采工作面的主要设备之一，液压支架的适应性和可靠性是决定工作面能否高产高效、安全生产的关键因素。
纵观国内千万吨级高产高效矿井多数是在开采厚煤层的条件下实现的。
对于5m以上的厚煤层，在适宜的地质条件下，采用一次采全高在回采率、安全性等方面较其他采煤工艺有很大优势。
当前煤炭市场持续低迷现状下，全国多数煤炭企业已进入亏损，为提高效益，大采高支架具有更大的市场需求。
近些年来，以神华神东矿区、陕煤集团神南矿区为代表的大采高工作面，依靠得天独厚的厚煤层赋存条件，从2005年开始，国内主要液压支架生产厂家先后研发成功5m、6.3m和7m 大采高支架。
推动了国内为大采高液压支架的快速发展。
目前国内大采高支架的支护高度已从2007年的5.5m、6.3m提升到7m，工作阻力达到18000kW，中心距2.05m，支护高度7m以上的特大采高、大阻力重型液压支架的研发也进入论证阶段。
在可靠性满足使用要求的情况下，综合分析国产大采高支架较进口支架在采购成本、研发速度、备件供应和售后服务等方面均有较大优势。
二、大采高液压支架的应用情况近些年大采高支架在设计、制造和工业应用等方面有了很大发展，相比选用进口支架节约了大量设备采购资金，但从实际使用中看，国产大采高支架在核心技术、可靠性和使用寿命方面与国际水平还有一定的差距，主要表现有以下几点：（1）立柱和千斤顶方面国内液压支架立柱缸筒和导向套耐锈蚀差，缸筒内壁普遍在使用1年后出现锈蚀最终导致密封失效，缸筒和导向套维护成本高；另外立柱缸筒材质综合机械性能差，易出现涨缸现象；大缸径双伸缩立柱的缸筒和导向套同轴度差，受大偏载力后易变现导致拆解困难；立柱活塞杆镀层质量差，镀层普遍在立柱循环6000次左右出现麻点、脱落现象，维护量较大。
特厚煤层大采高综放开采液压支架的适应性分析
术 。运 用理 论计 算 与数值模 拟相 结合 的方 式 ， 确 定 液压 支 架 的 工作 阻力 为 Ｐ ＝１ ５ ０ ０ ０ ｋ Ｎ。选 用 Ｚ Ｆ １ ５ ０ ０ ０ ／ ２ ８ ／ ５ ２型大采 高综放 支架 、 Ｚ Ｆ Ｇ １ ５ ０ ０ ０ ／ ２ ８ ． ５ ／ ４ ５ Ｈ 型过渡 液压 支架和 ｚ Ｔ ｚ ２ Ｏ ０ ０ ０ ／ ３ Ｏ ／ ４ ２型端 头支架 。通过工 业性试 验对 液压 支架进行 适 应性分 析 ， 液压 支 架 工作 阻力分 布 较合 理 ， 利用 率 高 ， 对工 作 面的顶板 条件适 应 性较好 ； 支架平 均初 撑力 ７ ８ ８ ３ ． １ ７ ｋ Ｎ， 接近 ９ ０ ％ 工作 面 支架 的初 撑 力大 于５ ０ ０ ０ ｋ Ｎ， 分布 频率 总体 呈线性 关 系； 支架前 后立柱 受力 较均衡 ， 立柱 受力状 况 良好 。 关键 词 ： 特 厚煤 层 ；大采高 ； 液压 支 架 ；工作 阻力 ；初撑 力 ；立柱 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ５ ． ４ ４ 文献标识 码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ １ — ０ ８ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ２ ８ — ０ ６
ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ． ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｚ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｏ ｐ． ｃ ｏ ａ ｌ ｄ ｒ ａ ｗｉ ｎ ｇ ｍ ｉ ｎ ｉ ｎｇ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗａ ｓ ｅ ｍｐ ｌ ｏ ｙ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ
大采高技术与大采高液压支架的开发研究
当代化工研究Modern Chemical Research90技术应用与研究2020•07大采高技术与大采高液压支架的开发研究*吕小广(晋煤集团成庄矿山西048000)摘耍：在大采高工作面施工生产中要面临巨大顶板压力，其片帮冒顶相对严重，甚至存在支架失稳问题，所以在大采高工作面施工技术应用过程中要开发应用到大釆高液压支架，利用支架的自动化控制能力对工作面顶板、煤壁等等位置进行针对性管理，同时要做好液压支架餉防滑与防倾倒控制.本文探讨了某4321大采高工作面的实际综采施工情况，研究了其在实施大采高技术应用过程中餉大采高液压支架开发与实践应用过程.关键词：大采高工作面；大釆高液压支架；综采施工；改造工程；技术实践中阖分类号：T文献标识码：ADevelopment and Research of Large Mining Height Technology and Hydraulic SupportLv Xiaoguang(Chengzhuang Mine of Jinmei Group,Shanxi,048000)Abstracts In the construction and p roduction of l arge mining height workingface,there will be huge roof p ressure.The roof c aving is relatively serious,and even there is the problem of s upport instability.Therefore,in the process of c onstruction technology application of l arge mining height ■working f ace,it is necessary to develop and apply to the large mining height hydraulic support.The automatic control ability of t he support is used to manage the roof,coal wall and other positions of t he working f ace.At the same time,the antiskid and anti-toppling control of t he hydraulic support should be done we".This paper discusses the actual f iilly mechanized mining construction of a4321large mining height working f ace,and studies the development and p ractical application of t he large mining height hydraulic support in the implementation of t he large mining height technology application process.Key words：large mining height workingface；large mining height hydraulic support^comprehensive mining construction^transformation project；technical p ractice传统大采高工作面在生产施工中存在诸多问题，而采用大采高液压支架能够解决这一问题，满足自动化控制技术需求，实现多级护帮板逻辑有效控制，构建大采高液压支架跟机自动化控制体系，优化施工流程步骤，提高工程施工生产效率。
大采高综放液压支架的设计研究
⼤采⾼综放液压⽀架的设计研究⼤采⾼综放开采使⼯作⾯⼀次可采厚度最⾼达到20m，⼯作⾯⽣产能⼒突破1000万t/a。
⼤采⾼综放的技术核⼼是⼤采⾼综放液压⽀架，本⽂重点介绍国家科学进步⼀等奖项⽬，“⼗⼀五”国家科技⽀撑计划课题《特厚煤层⼤采⾼综放开采关键技术及装备》的核⼼内容——5.2m⼤采⾼综放液压⽀架的设计，该⼤采⾼综放液压⽀架将综放⼯作⾯割煤⾼度由当时的⼩于3.5m加⼤到⼩于5m。
1、⼤采⾼综放⼯作⾯概况塔⼭煤矿3～5#层8105⼯作⾯为⼤采⾼放顶煤⼯作⾯，⼯作⾯设计长度207 m；⼯作⾯⾛向长度为2800 m；煤层厚度变化范围11.7 m～15.39 m，为极复杂煤层，5～14 层夹⽯，煤层硬度中等以下；直接顶为细－中砂岩，厚4.96 m～8.21 m ，硬度f =10.7；基本顶为30 m 以上粉砂岩，硬度f =11.6。
⼯作⾯⽣产能⼒为1000万t/a。
⼯作⾯倾⾓≤10º，⼯作⾯⾛向倾⾓≤±6º。
⽪带巷：5500×3600mm（净宽×净⾼）；回风巷：5500×3600mm（净宽×净⾼）。
2、⼤采⾼综放⼯作⾯配套设备⼤采⾼综放⼯作⾯使⽤的成套设备不是孤⽴的“ 单机”，⽽是结构上相互配合和联系，作业上需要协调和配合, 且具有较强的配套要求和较⾼的可靠性要求。
“设备、选型、配套”三者缺⼀就可能导致放顶煤⼯作⾯⽣产效率低下、经济效益差的结果。
因此，正确的选型配套是⾼产、⾼效、经济和安全的前提和保证。
⼤采⾼综放⼯作⾯设备的配套是实现产量⽬标的重要物质基础，为满⾜塔⼭煤矿煤层赋存条件及⼯作⾯年产10Mt的要求，必须优化选择⼯作⾯设备，发挥⼯作⾯最⼤⽣产能⼒并实现安全⽣产。
采煤机、刮板输送机和液压⽀架之间在⽣产能⼒、设备性能、设备结构、空间尺⼨以及相互连接部分的形式、强度和尺⼨等⽅⾯，必须互相匹配，才能保证各设备正常运⾏，实现⼯作⾯⾼产⾼效。
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综 述大采高技术与大采高液压支架的开发研究王国法(煤炭科学研究总院开采设计分院开采装备技术研究所,北京100013)[摘 要] 介绍国内外大采高技术发展概况和年产6 0M t 大采高综采成套装备研制,分析影响大采高液压支架稳定性和适应性的因素,提出保证大采高工作面支架稳定性措施,探讨7m 煤层一次采全高技术和装备的可行性。
[关键词] 大采高;液压支架;稳定性;一次采全高[中图分类号]TD355 41[文献标识码]A[文章编号]1006 6225(2009)01 0001 04R esearch onM ining Technology w ith H igh M i n ing H eight and Develop m ent of Powered Support for H ighM ining H eightWANG Guo fa(M i n i ng Equ i pm ent In stit u te ,C oalM i n i ng &Desi gn i ng Bran ch ,Ch i na CoalResearch In stit u te ,B eiji ng 100013,Ch i na)Abstrac t :D eve l op m ent stat us o fm i ning techno l ogy w ith large m i n i ng he i ght i n Ch i na and abroad is i ntroduced i n th i s paper .D evelop m ent o f f u ll-m echan i zed m i n i ng ou tfitw ith large m i n i ng he i ght whose output reaches 6 0M t annua l is i ntroduced as we l.l A fter ana l y zi ng i nfl uence factors of stab ilit y and adaptab ility of pow ered supportw ith l a rge m i n i ng heigh t ,this paper puts for w ardm easure o f assur i ng stability o f powe red support w it h large m ini ng he i ght and discussed techno logy and equ i p m ents feasi b ility of sing le m i ning 7m th i ck coa l sea m.K ey word s :l arge m i n i ng he i ght ;pow ered support ;stab ility ;si ng le m i n i ng f u ll he i ght[收稿日期]2008-10-10[作者简介]王国法(1960-),男,山东烟台人,研究员,博士生导师,国家级有贡献的中青年专家,现任煤炭科学研究总院首席科学家,开采设计研究分院开采装备技术研究所所长。
1 大采高技术发展现状我国国有重点煤矿厚煤层储量占44%,而厚煤层采出的产量占45%以上,绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的。
目前,我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采2种。
放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤方法,广泛应用于5~15m 厚煤层一次采全高,但仍有许多难以解决的技术难题。
对于4~6m 的稳定厚煤层,大采高综采具有更好的技术经济优势。
近十年来,以神东矿区为代表的现代化矿井建设,依靠得天独厚的厚煤层赋存条件和先进的管理模式,采用国际一流装备,进行4~6m 一次采全高,不断刷新工作面高产高效纪录,工作面年产达到千万吨级水平。
晋城寺河煤矿采用国产大采高液压支架,成功实现6m 一次采全高,月产突破800kt 。
国外主要产煤国家厚煤层开采主要采用一次采全高长壁开采,美国、澳大利亚等发达国家的煤矿普遍采用高效集约化生产,最大采高4 5m,南非和捷克最大采高达到6m 。
配套装备是大采高高效综采生产技术的核心,国外技术发展的最新特点是:(1)新型大功率电牵引采煤机总功率达到2000~3000k W,装备了采用先进的信息处理技术和传感技术的控制和故障诊断系统。
德国E ickho ff 公司的SL500系列采煤机采高范围2 0~6 5m,最大牵引力可达1000kN,最大牵引速度可达37m /m i n ,可以截割f 10的煤和岩石。
美国J OY 公司的7LS 系列采煤机截高范围2 0~5 5m,最大牵引力可达800k N,最大牵引速度可达30m /m i n 。
(2)工作面刮板输送机向着大运量、软启动、高强度、重型化、高可靠性方向发展。
最大运量达6000t/h ,装机功率4 1200k W 。
中部槽的槽间连接强度已达到4500kN,链环直径最大达2 52mm 。
采用伸缩机尾的液压自动张紧装置。
(3)液压支架向高工作阻力的两柱掩护式支架发展,支护工作阻力达6000~12000kN,支护高度3~6m ,支架立柱缸径320~440mm,支架中心1第14卷第1期(总第86期)2009年2月煤 矿 开 采Coa lm i n i ng T echno l ogy V o1 14N o 1(Ser i es N o 86)F ebrua ry 2009距1 75m和2 0m,支架控制方式为环形供液及电液控制,支架的降、移、升循环时间小于10s,支架的寿命试验高达50000次以上。
(4)长距离、大运量、高带速的大型带式输送机已成为主要发展方向。
目前,煤矿带式输送机装机功率可达4970k W,运输能力已达5500t/h,带速为5m/s以上。
应用动态分析技术和计算机监控等高新技术动态设计及动态过程监测、监控等,确保了输送机运行的可靠性。
采用CST、变频等大功率软启动技术、自动张紧技术、高寿命高速托辊、快速自移机尾等使设备开机率、可靠性指标与生产效率不断提高。
(5)在实现单机工况实时监测的基础上,研究开发了基于振动信息或采高 位置自学习控制的采煤机滚筒自动调高技术、液压支架电液控制技术,工作面巷道集中控制中心通过采用位置红外传输、速度检测和计算机集中控制软件程序,使采煤机、刮板输送机、液压支架等设备自动完成割煤、运输、液压支架移架和顶板支护等生产流程,实现了工作面自动化生产。
工作面巷道计算机集中控制中心还实时监测工作面顶板压力、供电、供液系统、工作面巷道胶带系统、煤仓料位等设备运行工况,并通过矿井通讯光纤等介质经I nternet网络和矿井及上部管理层实现信息交流与通讯控制。
2 国产大采高装备的研发2 1 研制概况大采高液压支架的稳定性、适应性和可靠性是决定大采高成败的主要因素。
大采高液压支架由于其受力复杂,对设计、制造和使用的技术要求高,投资大,因而成为液压支架技术发展水平的标志。
我国一些高产高效矿井长期依靠进口,神东和晋城等矿区先后引进了几十套国外大采高液压支架。
2003年,晋城煤业集团与天地科技股份有限公司开采所事业部及有关制造厂合作,率先进行高端大采高液压支架国产化研发,首次研制的30架ZY8640/25 5/55大采高液压支架于2004年2月底到寺河矿,安装在3302工作面,与DB T公司生产的支架在同一个工作面。
经过一年多的井下使用,状况良好。
在首采工作面试验成功的基础上,对使用中出现的问题进行了改进,经过改进后制造的成套支架从2005年3月起开始在2303工作面生产,平均日产量20kt以上,月产量630kt。
试验期间对2303工作面支架性能进行了观测,表明支架工作阻力与支护强度合理,能够适应顶板来压,稳定性和护帮效果好,总体性能达到引进德国DBT支架的水平。
为了最大限度地提高采出率,在充分论证的基础上,晋城煤业集团又与郑煤机和天地科技股份有限公司开采所事业部共同研制了世界第1套6 2m大采高液压支架ZY9400/28/62,在寺河矿使用取得成功,工作面最大采高达6 2m,工作面运转正常,在限产条件下月产达780k,t为进一步提高采高积累了经验。
该套支架采用了伸缩梁和二级护帮机构,增大护帮面积,减少了片帮次数,给煤矿安全生产提供了有力保证。
自2004年起,先后由科技部、国家发改委组织,由煤炭科学研究总院牵头,全国骨干煤炭科研设计、制造和生产企业集团产学研结合,进行!厚煤层高效综采关键技术与成套装备∀和!年产600万吨综采成套装备研制∀项目攻关研究。
通过相关课题的研究,攻克了厚煤层高效综采关键技术,开发研制了高可靠性大采高综采成套装备,改变了我国大采高高端综采装备依靠进口的局面,同时以此为契机,全面提升了我国煤机行业设计、加工制造水平,进而全面提升了国产综采装备的生产能力、可靠性,建立了大采高综采技术体系。
2 2 年产6M t工作面大采高成套装备研制针对神东和黄陵等矿区厚煤层赋存条件,进行了一次采全高安全高效综采工作面总体配套研究,提出了厚煤层一次采全高重型高效综采成套装备配套模式,大采高强力开采工艺系统模式及优化参数,电液控制及工作面远程控制模式,开发研制成功首套国产年产6~8M t生产能力的大采高综采成套装备,建立了大采高综采技术体系,填补了国内高端综采成套装备的空白,可完全替代进口的同类装备,改变了我国高端综采装备依靠进口的局面。
促进国产综采装备制造技术跨上一个新台阶。
在引进的Pro/Eng i n eer等软件平台基础上,开发了采煤机三维数字化样机设计,液压支架三维虚拟样机设计和动态仿真整架有限元设计分析、输送机动力学和运动仿真分析,带式输送机动态分析等先进设计分析软件系统和方法,全面提升了国内煤机行业设计理念与设计水平。
为实现煤机基础材料的升级,研究提出高强度焊接结构技术要求,与武钢、宝钢等钢铁企业合作,开发了 b=800~1000MPa高强度焊接结构钢;与成都大无缝钢管厂合作,开发了360~ 440mm大缸径立柱用钢管等;开发了大缸底锻造加工、推镗滚压制造、等离子喷涂、整体铸焊、整体模段成型等加工工艺,全面提升了综采装备加工2总第86期煤 矿 开 采2009年第1期制造水平。
提出了大采高支架参数确定方法,通过稳定性分析和三维有限元模拟研究,成功开发了ZY8640/ 24/50D,Z Y8640/25 5/55D,ZY10000/26/55, ZY9400/28/62D等系列大采高液压支架,首创了新型二级护帮、微隙准刚性四连杆机构等新结构和高强度结构钢混合气体保护焊及时效消除焊接应力新工艺;成功开发了 360~440mm大缸径双伸缩立柱和新型密封结构。