[01449341]大倾角综采面液压支架故障诊断及顶板控制研究

该项目属于矿山科学技术领域。1、主要的技术内容：该项目研制开发以支架泄漏故障检测仪，端面顶板冒顶机理及大倾角综采面支架稳定性控制技术为核心的研究成果。对葛泉矿1523大倾角综采面在生产过程中出现的液压支架故障失效问题和支架-围岩事故，通过综合应用调查和检索分析、实验室试验和研制生产、现场工业试验和实测等方法成功研制了YHX型液压泄漏检测仪，实现了液压支架故障准确适时检测；通过数值模拟计算和统计分析，得出综放面端面煤岩体稳定性的主要影响因素，确定大倾角综采面支架-围岩稳定的模拟控制指标；建立了大倾角条件下综采液压支架横向力学模型以及冒落拱力学模型，研究端面顶板冒漏高度与端面距以及支架支撑力等参数的关系。为大倾角综采面实现高产高效高安全开采奠定了坚实的基础。2、主要创新点：提出采用高频声波传感器检测高压液体泄漏产生的高压射流信号和高灵敏度压电加速度传感器拾取高压液体因泄漏喷射或射流摩擦引发的振动信号实现故障检测和准确定位的支架液压系统故障微震诊断原理，实验室试验得出支架液压系统泄漏产生高频声波特征信号范围为10kHz-19kHz。研发了适用于煤矿井下综采液压支架液压系统泄漏故障现场检测的隔爆兼本安型矿用泄漏检测仪，并取得了专利号和矿用安全证书(专利号ZL97211360.0、安全标志编号MFA070006)。建立大倾角孤岛综采面端面煤岩体破坏冒顶的数值计算模型，计算得出综采端面煤岩体冒顶与端面距、支架工作阻力等关键影响因素的关系；建立大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑的力学模型，探究大倾角综采支架失稳与相应影响因素的关系，计算得出支架实现有效控制的临界条件。综合现场调研分析、实验室试验、数值模拟、统计分析与现场试验等多种研究方法，揭示了大倾角孤岛工作面冒顶机理，确定了支架—围岩事故的关键控制指标及技术措施，形成了一整套集支架防倒防滑装置、设备操作工艺与支架故障监测于一体的大倾角综采液压支架故障微震诊断及顶板控制技术，解决了葛泉矿大倾角孤岛工作面端面冒顶与支架失稳的控制难题。3、主要技术经济指标项目研究成果对于降低综采工作面支架-围岩事故率和减少因支架-围岩事故造成的煤炭资源损失具有重要现场指导意义。创造经济效益合计为：2772.4万元。4、应用推广及效益证明：该项目研究成果在冀中能源股份有限公司邢台矿、邢东矿应用，创造经济效益合计达4712.3万元。冀中能源集团葛泉矿综采工作面应用该技术将促使支架故障实现及时维修，促进端面顶板冒漏的有效控制，降低端面失稳事故率和煤炭资源损失，改善生产条件和延长综采支架使用年限，实现支架-围岩系统管理的科学化和标准化。项目研究成果不仅将在综采面设备故障检测和矿压基础研究方面取得进展，而且对综采实现高产高效高安全开采具有直接现实的意义和广阔的应用前景。