綜采液壓支架電液控制技術(shù)探析

趙士超（兗礦集團綜機管理中心鮑店安撤隊,山東　鄒城　273500）

綜采液壓支架電液控制技術(shù)探析

趙士超
（兗礦集團綜機管理中心鮑店安撤隊,山東鄒城273500）

摘要：當(dāng)前液壓支架已經(jīng)成為煤礦開采重大裝備，并實現(xiàn)了采煤工藝機械化生產(chǎn)的根本性轉(zhuǎn)變。液壓支架電液控制系統(tǒng)融合了計算機、檢測技術(shù)、控制技術(shù)和液壓技術(shù)等內(nèi)容，具有很高的技術(shù)性，是煤礦井下作業(yè)的一項綜合一體化的新控制技術(shù)。本文主要分析了液壓支架電液控制系統(tǒng)的原理和優(yōu)勢，介紹了液壓支架電液控制系統(tǒng)的重要技術(shù)，并通過電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果闡述，為我國電液控制系統(tǒng)的發(fā)展提供一點借鑒和思考。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；液壓支架；電液控制

0　引言

液壓支架是煤礦機械化開采的主要設(shè)備之一，液壓支架通過與圍巖相互作用，控制工作面作業(yè)區(qū)頂板巖層，為工作面提供安全作業(yè)空間，它的適應(yīng)性和可靠性是決定綜采成敗的關(guān)鍵。因此液壓支架的發(fā)展成為煤礦機械化開采技術(shù)發(fā)展的各個階段的突出標(biāo)志。液壓支架控制技術(shù)是液壓支架的核心技術(shù)之一，液壓支架控制系統(tǒng)的主要控制功能要求實現(xiàn)快速降架、移架、初撐和推移工作面設(shè)備，以適應(yīng)頂板來壓和壓力釋放，保證工作面人員和設(shè)備安全。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用電液控制技術(shù)極大地改善了支架對頂板的支護效果，同時配合采煤機的煤巖識別系統(tǒng)等先進技術(shù)，可實現(xiàn)工作面全自動化控制。

1　液壓支架電液控制系統(tǒng)的原理和優(yōu)勢

（1）液壓支架電液控制系統(tǒng)的原理。液壓支架電液控制系統(tǒng)的組成部分是傳感器、控制器、驅(qū)動器與計算機網(wǎng)絡(luò)、電磁先導(dǎo)閥和主閥、推移千斤頂、立柱、液壓支架等等。液壓支架控制器先往一系列的電磁先導(dǎo)閥發(fā)出電信號，然后先導(dǎo)閥驅(qū)動主閥動作系統(tǒng)當(dāng)中裝有位移、傾角、壓力的三種傳感器，進而對支架的運行狀態(tài)參數(shù)進行反饋，控制器是處理與加工反饋的數(shù)據(jù)信息，進而指示接下來的動作。

（2）液壓支架電液控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。液壓支架電液控制系統(tǒng)的作用是使支架動作的遠(yuǎn)程以及自動化控制實現(xiàn)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的便捷、安全、高效。其優(yōu)勢是：在高效高產(chǎn)的功率較大的工作面影響之下，自動循環(huán)控制使移架的速度提升，以及使人工的操作減少，機采的速度大大地提升，且使工人的勞動強度顯著地減輕。系統(tǒng)對頂板進行實時性的支護與擦頂移架，并且實現(xiàn)了初撐力自保，從而使頂板的安全性大大地提升。為了使生產(chǎn)作業(yè)的自動化管理實現(xiàn)，針對其它的綜采裝置和支架而言，系統(tǒng)有著在線控制與監(jiān)測的能力，且能夠結(jié)合綜采工作面實際情況和支架構(gòu)造，對類別不同的控制方式進行設(shè)計，從而使礦井管理的智能化實現(xiàn)。

2　液壓支架電液控制系統(tǒng)的重要技術(shù)

（1）電液控制閥的有關(guān)技術(shù)。電液控制閥是液壓支架電液控制系統(tǒng)的中心，其代替了傳統(tǒng)意義上液壓系統(tǒng)控制操作閥，通過電控元器件的優(yōu)質(zhì)特性可以確保實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。例如，德國MARCO公司生產(chǎn)的閥組，整體插裝構(gòu)造是其主控閥組所應(yīng)用的，其組成部分是主閥體、二位三通閥芯組件、同液安全閥、電磁線圈驅(qū)動器、電液先導(dǎo)閥等。然而，在實踐應(yīng)用的過程中，電液控制閥的質(zhì)量面臨著相應(yīng)的缺陷，這不利于系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。首先，一部分系統(tǒng)當(dāng)中的電磁先導(dǎo)閥被電磁鐵所取代，進而導(dǎo)致系統(tǒng)存在電液匹配的問題。這是由于應(yīng)用電磁鐵開啟電磁閥并非跟電磁先導(dǎo)閥那樣，只是應(yīng)用比較小的電壓與電流，而是要求非常大的電量，為此，在電磁鐵銜鐵行程比較長的現(xiàn)狀之下，電磁力的可靠性一般會受到相應(yīng)的制約。其次，因為油液的壓力嚴(yán)重地制約著系統(tǒng)的動態(tài)性能，所以移架過程中油源缺少壓力或者是油液面臨泄露等的情況下，往往會制約系統(tǒng)響應(yīng)的速度，要么會使系統(tǒng)的應(yīng)用年限縮短。除此之外，下壓頂板過程中閥芯開啟壓力不可靠、摩擦死區(qū)、負(fù)載慣性等非線性要素也會對系統(tǒng)的動態(tài)性能產(chǎn)生制約作用。為此，務(wù)必在設(shè)計以及應(yīng)用系統(tǒng)的時候克服與排除這一系列的要素。

（2）研發(fā)主控計算機的技術(shù)。電液控制系統(tǒng)的核心控制部分是井下主控計算機，其借助網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系每一個支架控制器。跟工作面進行比較，井下主控計算機作為支架控制器的上一級控制機，其關(guān)鍵作用是：能夠?qū)鹿ぷ髅娌擅簷C、運輸機、支架等各種裝置的運行現(xiàn)狀進行查看與監(jiān)控。對工作面支架控制器傳輸過來的數(shù)據(jù)進行匯集和存入，能夠?qū)⑦@一系列的信息顯示在屏幕上，且可以對輸入控制參數(shù)進行設(shè)置，發(fā)出命令對工作面支架進行控制，以及對支架的動作緊急停止。跟支架控制器進行配合，以實現(xiàn)一系列支架之間的協(xié)調(diào)配合關(guān)聯(lián)動作、自動化地控制支架、穩(wěn)定的安全保障、便于操作支架。跟井下主控計算機進行比較，地面主控計算機這種控制機尤為高級，能夠跟井下主控計算機互相傳輸數(shù)據(jù)信息，在地面能夠?qū)ぷ髅嬷Ъ艿膶嶋H情況進行監(jiān)視、實現(xiàn)信息資料的存儲、控制支架。主控制器能夠?qū)刂茀?shù)進行輸入與設(shè)置，且將控制命令發(fā)出、檢測采煤機的位置，以及實現(xiàn)立足于采煤機運行位置的支架自控，還能夠?qū)ぷ髅鎱^(qū)域里面的其它測控任務(wù)進行承擔(dān)。

3　電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果

（1）確保了安全生產(chǎn)。在井下采掘的過程中，維護頂板非常關(guān)鍵。電液控制系統(tǒng)的作用是控制和監(jiān)測，可以控制和監(jiān)測頂板的實際運行現(xiàn)狀，這讓操作者能夠跟工作面相遠(yuǎn)離實施遠(yuǎn)程操控，確保了工作者的安全性，也使自動采掘薄煤層的問題解決。應(yīng)用電液系統(tǒng)使井下無人運行的目標(biāo)實現(xiàn)，這屬于我國煤礦自動化生產(chǎn)的新時期。

（2）提升了生產(chǎn)效益。電液控制系統(tǒng)在井下的應(yīng)用，可以使人員輔助性操控的時間大大地減少，且有著非?？斓奶幚硭俣?，借助計算機對工作流程科學(xué)地組織，實現(xiàn)最大化的機械裝置能力。電液控制系統(tǒng)還能夠?qū)χЪ軐嵤┚幗M，且能夠一起操作多個支架，這使煤礦生產(chǎn)效率大大地提升。

4　結(jié)論

總起來說，液壓支架電液控制系統(tǒng)對煤礦開采具有重要意義，能夠提高對各生產(chǎn)設(shè)備的控制效率，在提高開采效率的同時降低生產(chǎn)成本，可以促進煤礦開采企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。目前我國此系統(tǒng)在煤礦開采中的應(yīng)用還存在一定阻礙，這就需要我們不斷進行研究，爭取能夠進一步促進我國煤礦行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]韓素媛.綜采工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].科學(xué)情報開發(fā)與經(jīng)濟,2007,1(08).

[2]張良.液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2003,31(02).

[3]李首濱.國產(chǎn)液壓支架電液控制系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010,38(01).

[4]陳威，張偉，房鳳浩等.綜采工作面液壓支架計算機分布式電液控制系統(tǒng)設(shè)計[J].微機計算機信息,2005(02).

作者簡介：趙士超（1986-），男，山東鄒城人，助理工程師。