2　端面頂板穩(wěn)定性數值分析及故障檢測儀的研制

　　2.1端面頂板穩(wěn)定性數值計算分析

　　模擬軟件選用 UDEC 計算軟件。計算模型選取工作面的推進方向 (垂直煤壁方向) 為 x 軸，沿煤壁豎直向上方向為 y 軸方向，形成了 150m ×35m的計算模型。圍巖本構關系采用摩爾 - 庫侖模型，其中煤的內聚力 C=2.52MPa，內摩擦角Φ= 30°。

　　模擬計算主要模擬了在梁端距( l ) 、工作阻力、立柱傾角、老頂來壓與否和直接頂厚度變化的條件下端面礦壓變化導致煤巖體冒落的情況。例如，冒高與梁端距支護參數的關系曲線如圖 2 所示。綜采面端面頂板冒落高度隨著梁端距的增加而增加，由于梁端距和端面距之間是線性關系，所以冒高也隨著端面距的增大而增大。

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　　通過對有關計算結果的分析，得出影響綜采面端面頂板穩(wěn)定性的主要因素是端面距和支架的工作阻力，其中端面距是最主要的影響因素。

　　2.2泄漏故障檢測儀的研制

　　液壓支架的泄漏有“外” 、 “內”泄漏之分，應采用不同的傳感器及方法加以檢測。根據實驗室泄漏試驗所測出的 19kHz 的頻帶范圍，設計確定濾波器的電路參數，有效濾除低頻成分，由此來檢測高壓液體的泄漏。

　　(1) 外泄漏檢測原理: 高壓液體泄漏致使附近區(qū)域氣體產生漩渦, 而漩渦又轉變?yōu)槁暡?，也就是泄漏產生超聲波。利用超聲波傳感器對普通環(huán)境噪聲不敏感的特點，可采用超聲波傳感器檢測高壓液體通過小孔、狹縫時所發(fā)出的通過空氣傳播的超聲波，從而找出泄漏位置。

　　(2) 內泄漏檢測原理: 在支架液壓系統(tǒng)內部 ,閥、立柱、千斤頂等部件發(fā)生內泄漏，液體由高壓腔向低壓腔流動而引起串液，需用高靈敏度壓電加速度傳感器來拾取高壓液體因射流摩擦在泄漏縫隙處產生的振動和噪聲信號，或者高速流體噴射到對面零件上引起的振動和噪聲信號，經信號匹配網絡、電荷放大器放大后，送濾波器，經包絡解調后通過液晶顯示出來。基于圖 2 所示原理，研制成功了 KBF2 礦用本安型支架泄漏故障檢測儀。