煤礦采煤工作面中的電液控液壓支架和電液控制系統(tǒng)

謝阿敏

福建煤電股份有限公司

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煤礦采煤工作面中的電液控液壓支架和電液控制系統(tǒng)

謝阿敏

福建煤電股份有限公司

摘 要：隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采煤中廣泛應(yīng)用，不僅提升了工作效率，還提升了采煤安全性。電液控液壓支架電液控制系統(tǒng)是一種集電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品，在當(dāng)代的煤礦采煤工作中應(yīng)用很廣。文章對(duì)電液控液壓支架和電液控制系統(tǒng)的工作原理、功能、應(yīng)用效果進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：煤礦采煤；電液支架；電液控制系統(tǒng)

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，將先進(jìn)科技應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)于企業(yè)發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。液壓支架電液控制系統(tǒng)是煤礦采煤中的重要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下采煤工作從機(jī)械化控制到自動(dòng)化控制的轉(zhuǎn)變，與傳統(tǒng)的手動(dòng)控制系統(tǒng)相比，不僅提升了工作效率，也改善了工作環(huán)境，提升工作安全性［1］。煤礦采煤工作面電液控液壓支架電液控制系統(tǒng)是微電子技術(shù)﹑自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，主要由以下幾部分構(gòu)成：紅外線接收器﹑控制器﹑壓力傳感器﹑電液換向閥組﹑壓力傳感器﹑電磁閥驅(qū)動(dòng)器﹑井下主機(jī)﹑隔離耦合器。電液控制系統(tǒng)集自動(dòng)控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為一體，能夠滿足當(dāng)前煤礦井下工作面的生產(chǎn)與管理需求，具有很好的實(shí)踐應(yīng)用效果。

1 電液支架控制系統(tǒng)的原理

1.1雙向鄰架控制系統(tǒng)

在煤礦綜采工作面，工作人員都是通過(guò)架空箱實(shí)現(xiàn)對(duì)支架的控制。在實(shí)際操作中，工作人員首先要選擇合適的鄰架控制方式，然后發(fā)出電信號(hào)（也就是控制命令），鄰架上的電磁鐵根據(jù)電信號(hào)指令動(dòng)作，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成液壓信號(hào)，使主控閥開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)對(duì)支架液壓缸的供液操作，實(shí)現(xiàn)鄰架的相應(yīng)動(dòng)作。隨后，傳感器（包括壓力傳感器與位移傳感器）將支架的工作狀態(tài)反饋給架空箱，架空箱根據(jù)反饋信號(hào)發(fā)揮下一步指令。

1.2雙向成組控制系統(tǒng)

對(duì)工作面的中支架進(jìn)行分組，工作人員通過(guò)架空箱對(duì)首架發(fā)出指令，鄰架根據(jù)指令，按照設(shè)置好的程序完成動(dòng)作，并將對(duì)下一支架發(fā)出指令信號(hào)，下一架就繼續(xù)按照指令動(dòng)作，依次進(jìn)行下去，完整了對(duì)所有支架的自動(dòng)控制［2］。

1.3全工作面的自動(dòng)控制系統(tǒng)

一個(gè)完善的電液控制系統(tǒng)都配置有紅外線裝置與主控制臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)支架與采煤機(jī)聯(lián)動(dòng)的全工作面控制。工作原理為：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將主控制臺(tái)與架空箱連接起來(lái)，采煤機(jī)中的紅外發(fā)射器發(fā)出位置信號(hào)，支架上的紅外接收裝置接收到信號(hào)以后將其反饋給主控制臺(tái)，主控制臺(tái)就根據(jù)信號(hào)發(fā)出動(dòng)作指令，支架根據(jù)制動(dòng)發(fā)生動(dòng)作。

2 電壓控制系統(tǒng)的功能

2.1單個(gè)支架的手動(dòng)控制

如果需要對(duì)某一個(gè)支架進(jìn)行單獨(dú)操作，可以選擇與此支架相鄰的單架完成手動(dòng)操作。

2.2單個(gè)支架的自動(dòng)順序聯(lián)動(dòng)

控制器具有對(duì)某個(gè)支架的自動(dòng)順序（降柱-移架-升柱）控制功能。但是每個(gè)單獨(dú)動(dòng)作的進(jìn)程以及與其他動(dòng)作之間的銜接，必須提前設(shè)置好參數(shù)，或者利用傳感器傳回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作為依據(jù)。

2.3組成自動(dòng)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)能夠組成自動(dòng)控制功能，能夠完成對(duì)工作夾升降﹑推拉﹑移動(dòng)等作用的自動(dòng)控制。由于單獨(dú)一個(gè)支架完成“升-移-降”動(dòng)作的實(shí)踐在10s以內(nèi)，4架一個(gè)循環(huán)的推進(jìn)時(shí)間不超過(guò)10s。因此系統(tǒng)可以把任何一個(gè)支架作為操作架，并與此支架相鄰的的一些支架（向左方向或者向右方向）作為一組，完成聯(lián)動(dòng)。

2.4根據(jù)采煤機(jī)的位置實(shí)現(xiàn)跟機(jī)控制

應(yīng)用紅外線裝置對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行定位，并發(fā)出指令信號(hào)，完成自動(dòng)跟機(jī)運(yùn)行。此過(guò)程包含以下動(dòng)作：降柱﹑抬底﹑移架﹑升柱﹑調(diào)平衡﹑護(hù)幫板﹑推溜。

2.5自動(dòng)補(bǔ)壓功能

此功能主要是為了應(yīng)對(duì)支柱在工作中可能出現(xiàn)的卸載問(wèn)題。在支柱支撐中，由于一些突發(fā)原因?qū)е聣毫德涞皆O(shè)定值的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成升柱操作，將壓力補(bǔ)充上去。此動(dòng)作能夠連續(xù)﹑多次執(zhí)行，從而確保支護(hù)質(zhì)量。

2.6閉鎖功能、緊急停止功能

在支架的控制器上有一個(gè)閉鎖鍵，通過(guò)此鍵可以將某一個(gè)支架閉鎖，利用相關(guān)軟件還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)此支架鄰架的閉鎖。支架控制器上還有一個(gè)急停鍵，當(dāng)工作面發(fā)生安全隱患時(shí)，可以通過(guò)此鍵停止工作面中的所有支架。

2.7信息功能

控制器系統(tǒng)的信息功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：支架發(fā)生動(dòng)作時(shí)會(huì)有警示圣光信息，支架整個(gè)工況的運(yùn)行信息，系統(tǒng)控制過(guò)程的狀態(tài)信息，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的提示信息，相關(guān)參數(shù)的設(shè)置信息，在線診斷信心。

2.8數(shù)據(jù)傳輸

通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將支架本身的信息傳輸?shù)降孛?，并且顯示在井上與礦井自動(dòng)化系統(tǒng)相連的計(jì)算機(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)煤礦采煤的遠(yuǎn)程控制與實(shí)時(shí)監(jiān)控［3］。

3 綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果

3.1提升工作效率

電液控制系統(tǒng)是一種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的人工控制系統(tǒng)，節(jié)省工作時(shí)間。還可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬工況，從而制定最適合的施工計(jì)劃，最大限度發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的能力，提升設(shè)備的利用率。此外，通過(guò)對(duì)支架的編組，可以同時(shí)控制多個(gè)支架工作，提升生產(chǎn)效率。

3.2改善工作環(huán)境

由于自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，工作人員在地面發(fā)布指令，設(shè)備就能夠按照設(shè)定好的程序完成動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了井下無(wú)人工作面，改善了工作人員的工作環(huán)境，使工作人員免受到粉塵﹑噪音等影響，也避免了煤礦事故的威脅，提升了采煤工作的安全性。

3.3延長(zhǎng)液壓支架的使用壽命

液壓支架是在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的指示下移動(dòng)的，帶壓移架過(guò)程變得更加合理，避免了工作面頂板長(zhǎng)期﹑頻繁撞擊液壓支架，從而增強(qiáng)了頂板圍巖的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了液壓支架的使用壽命。

3.4改善工作面頂板支護(hù)狀況

為加強(qiáng)工作面的頂板支護(hù)效果，確保工作面液壓支架初撐力的穩(wěn)定性與帶壓擦頂移架都是有效的措施。電液控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控與自動(dòng)化控制功能，能夠很好的解決液壓支架初撐力不穩(wěn)以及帶壓移架的問(wèn)題，從而減少頂板事故的發(fā)生。

3.5提升采煤技術(shù)水平與管理水平

電液控制系統(tǒng)能夠與采煤機(jī)﹑刮板輸送機(jī)的控制系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)了采煤工作面的完全自動(dòng)化。對(duì)于采煤工作而言，這不僅是技術(shù)上的變革，由于自動(dòng)化系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，能夠?qū)崟r(shí)了解采煤工序的狀態(tài)，大大提升了管理效率，促進(jìn)礦井自動(dòng)化管理的發(fā)展。

4結(jié)束語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，煤礦設(shè)備也向著自動(dòng)化﹑數(shù)字化﹑智能化的方向發(fā)展。電液控液壓支架電液控制系統(tǒng)是一種先進(jìn)設(shè)備，符合采煤技術(shù)發(fā)展的要求，也能夠能夠滿足煤礦工作面的需求。煤礦企業(yè)要根據(jù)自身需求與工作特點(diǎn)，選擇合適的設(shè)備型號(hào)，并加大對(duì)員工技術(shù)水平的培訓(xùn)，從而全面提升采煤工作效率，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］呂志龍.較薄煤層綜采工作面電液控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.電子科技大學(xué)， 2014.

［2］楊成，劉瑋瑤.液壓支架電液控制系統(tǒng)在黃陵一號(hào)煤礦無(wú)人化綜采工作面項(xiàng)目中的應(yīng)用［J］.價(jià)值工程， 2015，（21）:122-124.

［3］田成金，魏文艷，朱小林.基于SAC型液壓支架電液控制系統(tǒng)的跟機(jī)自動(dòng)化技術(shù)研究［J］.煤礦開(kāi)采， 2012， （2）:46-50