2　端面顶板稳定性数值分析及故障检测仪的研制

　　2.1端面顶板稳定性数值计算分析

　　模拟软件选用 UDEC 计算软件。计算模型选取工作面的推进方向 (垂直煤壁方向) 为 x 轴，沿煤壁竖直向上方向为 y 轴方向，形成了 150m ×35m的计算模型。围岩本构关系采用摩尔 - 库仑模型，其中煤的内聚力 C=2.52MPa，内摩擦角Φ= 30°。

　　模拟计算主要模拟了在梁端距( l ) 、工作阻力、立柱倾角、老顶来压与否和直接顶厚度变化的条件下端面矿压变化导致煤岩体冒落的情况。例如，冒高与梁端距支护参数的关系曲线如图 2 所示。综采面端面顶板冒落高度随着梁端距的增加而增加，由于梁端距和端面距之间是线性关系，所以冒高也随着端面距的增大而增大。

　　通过对有关计算结果的分析，得出影响综采面端面顶板稳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响因素。

　　2.2泄漏故障检测仪的研制

　　液压支架的泄漏有“外” 、 “内”泄漏之分，应采用不同的传感器及方法加以检测。根据实验室泄漏试验所测出的 19kHz 的频带范围，设计确定滤波器的电路参数，有效滤除低频成分，由此来检测高压液体的泄漏。

　　(1) 外泄漏检测原理: 高压液体泄漏致使附近区域气体产生漩涡, 而漩涡又转变为声波，也就是泄漏产生超声波。利用超声波传感器对普通环境噪声不敏感的特点，可采用超声波传感器检测高压液体通过小孔、狭缝时所发出的通过空气传播的超声波，从而找出泄漏位置。

　　(2) 内泄漏检测原理: 在支架液压系统内部 ,阀、立柱、千斤顶等部件发生内泄漏，液体由高压腔向低压腔流动而引起串液，需用高灵敏度压电加速度传感器来拾取高压液体因射流摩擦在泄漏缝隙处产生的振动和噪声信号，或者高速流体喷射到对面零件上引起的振动和噪声信号，经信号匹配网络、电荷放大器放大后，送滤波器，经包络解调后通过液晶显示出来。基于图 2 所示原理，研制成功了 KBF2 矿用本安型支架泄漏故障检测仪。