幾種礦用電液控制液壓支架系統(tǒng)的分析

【摘要】綜采工作面支護質(zhì)量監(jiān)測是要保障支架的完好性能及支架與圍巖的作用關(guān)系，減少支架與圍巖事故率，輔助工作面的生產(chǎn)管理，確保綜采工作面的高產(chǎn)高效和生產(chǎn)安全。支架采用電液控制，利用計算機配合壓力傳感器和控制電液閥組，實現(xiàn)定壓雙向移架或成組程序自動移架，防止對頂板和支架出現(xiàn)沖擊負(fù)荷，提高移架速度。這能夠大幅提高效率，為實現(xiàn)煤礦井下生產(chǎn)自動化提供了技術(shù)保證。本文主要闡述了電液控制系統(tǒng)、支架及頂板狀態(tài)信息的自動采集系統(tǒng)等問題。

【關(guān)鍵詞】電液控制；液壓支架；自動采集系統(tǒng)

綜采工作面支護質(zhì)量監(jiān)測是要保障支架的完好性能及支架與圍巖的作用關(guān)系，減少支架與圍巖事故率，輔助工作面的生產(chǎn)管理，確保綜采工作面的高產(chǎn)高效和生產(chǎn)安全。支架采用電液控制，利用計算機配合壓力傳感器和控制電液閥組，實現(xiàn)定壓雙向移架或成組程序自動移架，防止對頂板和支架出現(xiàn)沖擊負(fù)荷，提高移架速度。這能夠大幅提高效率，為實現(xiàn)煤礦井下生產(chǎn)自動化提供了技術(shù)保證。

1、電液控制系統(tǒng)

電液控制系統(tǒng)技術(shù)的核心是，通過電液閥把過去人工控制操作變?yōu)橛捎嬎銠C程序控制的電子信號操作。當(dāng)下綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)已實現(xiàn)了以下控制功能：在工作面實行自動控制；在工作面運輸巷進行控制；在地面實現(xiàn)對工作面設(shè)備的控制。

2、支架及頂板狀態(tài)信息的自動采集系統(tǒng)

2.1支架及頂板狀態(tài)信息自動采集系統(tǒng)的組成

支架壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要由支架壓力監(jiān)測單元、井下中心站、地面監(jiān)測中心和相關(guān)的電源組成。支架壓力監(jiān)測單元與井下中心站采用特種鎧裝電纜連接，而井下中心站與地面主機采用兩芯信號線連接。

2.2WS1.7/210/450型系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

德國WS1.7/210/450型電液控制掩護式液壓支架的電液控制系統(tǒng)為PM液壓支架對頂板作用力的變化基本上正比于立柱下腔內(nèi)的液體壓力的變化。能通過監(jiān)測立柱下腔內(nèi)的液體壓力的變化來了解液壓支架與頂板的相互作用狀況，判斷支架是否處在良好工作狀態(tài)。

WS1.7/210/450型電液控制掩護式液壓支架的立柱下腔裝有壓力傳感器，能連續(xù)監(jiān)測立柱下腔壓力變化，傳送到支架控制箱和巷道服務(wù)器內(nèi)，并輸送到地面調(diào)度中心計算機中儲存，能夠打印出任意一臺支架的工作狀態(tài)曲線。

支架電流控制系統(tǒng)是微處理技術(shù)與液壓控制技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，是機電一體化產(chǎn)品，支架控制箱SCU是電液控制系統(tǒng)的核心，此裝置可以接收與支架相關(guān)的測量數(shù)據(jù)。

SCU的電子硬件部分使用了一個高功率的單片處理機，具有64k存儲應(yīng)用程序，其中EPROM（可擦可編程的只讀存儲器）存有用以在SCU通電時啟動微型計算機的程序。但EPROM不包括操作系統(tǒng)及用戶應(yīng)用程序。以0連接控制、存儲管理、顯示盤及其他內(nèi)部邏輯操作所必需的硬件則由ASIC模塊組成（專用集成電路塊）。

壓力傳感器用以監(jiān)測立柱下腔壓力，并轉(zhuǎn)換為電信號輸入SCU中，PM4系統(tǒng)的壓力傳感器功率消耗低，這種壓力傳感器的基本部件是一個焊在“單臂電橋”薄板上的應(yīng)變測量裝置。傳感器內(nèi)的放大器確保在0-45MPa的壓力范圍內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的0.2-1mA的電流輸出。壓力傳感器的液壓插頭DN10用來與被測體的液管連接，另一側(cè)的SKK24插座與信號電纜連接，再接到SCU上。

位移傳感器用以監(jiān)測推移千斤頂在整個行程范圍內(nèi)的位置，并轉(zhuǎn)換為電信號輸入SCU中，PM4系統(tǒng)的位移傳感器為舌簧接觸桿式，傳感器裝在推移千斤頂?shù)目招幕钊麠U中，它由環(huán)形磁鐵、舌簧桿和電阻器組成。在推移千斤頂空心活塞桿伸縮時，環(huán)形磁鐵控制舌簧桿接頭與電阻器開關(guān)，改變電阻，改變輸出電壓。其測量精度在4mm以內(nèi)。此傳感器的優(yōu)點是提供相對量，所以，采煤機的載深可以連續(xù)監(jiān)測支架移動的變化。

如圖1所示為SCU內(nèi)部存儲的WS1.7/210/450型程序液壓支架主菜單。

（2）工作特點

WS1.7-210/450型電液控制掩護式液壓支架具有以下工作特點：

（1）提高了支架推移速度，為提高采煤機制煤速度提供了保證。同時，確保了液壓支架額定初撐力。

（2）采用電液控制系統(tǒng)，在移架過程中，實現(xiàn)了定壓、帶壓移架，防止了對工作面頂板和液壓支架間產(chǎn)生頻繁的沖擊載荷，既保護了頂板圍巖的穩(wěn)定，又能減少支架事故發(fā)生，延長液壓支架的使用壽命。

（3）可以避免用多芯膠管或高壓膠管過架時被砸傷、擠破等，使用時更加可靠方便。

（4）可以提高工作面輸送機推移質(zhì)量，實現(xiàn)工作面平直。

它可以與采煤機和輸送機的自動控制系統(tǒng)配合聯(lián)動，實現(xiàn)全自動化綜采工作面，支架與采煤機的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)能傳輸?shù)骄轮骺刂婆_和地面礦井中央控制室，以實現(xiàn)整個煤礦井下生產(chǎn)的自動化管理。

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