液壓支架電液控制系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘 要：我國經濟水平持續(xù)發(fā)展過程中，能源產業(yè)始終有著至關重要的地位與作用，在工業(yè)施工作業(yè)過程中，液壓支架電液控制系統(tǒng)的應用十分廣泛，該系統(tǒng)可以進一步提升液壓支架操作靈活性，為施工作業(yè)的高效率開展提供保障。本文分析并闡述液壓支架電液控制系統(tǒng)應用現(xiàn)狀，并對該系統(tǒng)技術未來發(fā)展趨勢進行科學預測，以期為我國能源開采行業(yè)的發(fā)展提供有益的參考。

關鍵詞：工業(yè);液壓支架;應用現(xiàn)狀;電液控制系統(tǒng);發(fā)展趨勢

綜合機械化技術在我國工業(yè)領域普及率很高，取代以往傳統(tǒng)的人力作業(yè)模式，在提升企業(yè)作業(yè)效率與質量的同時，進一步保障工作人員的生命安全。作為工業(yè)施工技術中的重要組成，液壓支架應用關乎到企業(yè)施工作業(yè)的效率。隨著自動控制、計算機等技術的發(fā)展，電液控制系統(tǒng)的應用進一步提升液壓支架控制效果，通過對機械、計算機、電子、通信、液壓技術的集成應用，為電液控制系統(tǒng)的綜合應用打下良好基礎，為工業(yè)企業(yè)尤其是礦產企業(yè)的高質量施工作業(yè)的開展提供有力保障。

1 液壓支架電液控制系統(tǒng)應用現(xiàn)狀分析

1.1 運行原理

電液控制系統(tǒng)（如圖1）組成構件包括地面監(jiān)控、端頭控制器、液壓主閥（如圖2）、配套傳感器、防爆計算機、支架控制器等。具體運行期間，電控系統(tǒng)會遵循人員指令控制液壓先導閥，通過執(zhí)行關閉、開啟操作，對液壓油缸進行放液與充液的控制，最終實現(xiàn)液壓支架按照指令完成相應支護動作。傳輸電纜為支架控制器與先導閥的連接媒介，通過電纜傳達控制器發(fā)出的驅動信號，先導閥接收信號后執(zhí)行通斷操作。通常情況下，在采礦行業(yè)的作業(yè)過程中所使用的液壓支架會超過上百臺，而針對先導閥與控制器的配置，則需為每一臺支架配置一組，以此實現(xiàn)單個、多個液壓支架的操作與控制。

1.2 支架控制器控制功能

支架控制器是電液控制系統(tǒng)運行期間控制液壓支架的主要控制設備，在實際作業(yè)過程中，針對支架的操作控制，相關操作人員可借助控制器進行就地操作。分析控制器控制功能，具體包括支架成組、本架、鄰架控制等功能。具體操作方式為菜單選擇與按鍵操作，通過上述單動作組合完成對液壓支架的控制。同時，支架控制器功能可以依托于按鈕控制來實現(xiàn)，通過對液壓支架本架與鄰架的有效控制，充分發(fā)揮出電液系統(tǒng)作用與功能。當然，控制器功能的發(fā)揮，依托于支架控制器通訊系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的設置。在具體開采作業(yè)期間，存在多個支架同時開展連續(xù)運動的情況，可以以程序設計編組為前提，利用控制器控制支架完成相應操作，進一步提升煤礦開采作業(yè)效率。

1.3 數(shù)據(jù)監(jiān)測

電液控制系統(tǒng)應用具備數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，具體運行過程中，通過對LED雙色燈等的合理應用，實現(xiàn)對不同部件的具體通信情況精準體現(xiàn)。依托于電液控制系統(tǒng)運行，可幫助操作人員及時掌握液壓支架運行情況及其綜采工作面情況，依據(jù)對數(shù)據(jù)信息的分析，為煤礦開采作業(yè)安全性提供保障。支架控制其與傳感器的連接，實現(xiàn)對工作面各方面信息情況采集、共享以及傳輸，將采集的信息利用通信電纜發(fā)送至地面監(jiān)控中心，確保地面管理人員可以第一時間掌握地下開采情況，依據(jù)數(shù)據(jù)分析查明設備運行是否存在故障問題，提升礦山開采效率性。

1.4 急停閉鎖功能

電液控制系統(tǒng)具備急停閉鎖功能，是指開采作業(yè)過程中，若工作面發(fā)生緊急情況，此時電液系統(tǒng)會操控液壓支架立即停止動作，針對任何控制命令都無法響應，進一步保障煤礦開采安全，降低煤礦安全事故發(fā)生幾率。

1.5 遠程、就地、端頭控制。

電液系統(tǒng)在液壓支架操作中的應用，具備遠程、就地以及端頭操控功能，依托于地面監(jiān)控、支架控制、井下計算機控制等系統(tǒng)的集成應用，實現(xiàn)液壓支架可以在作業(yè)現(xiàn)場就地控制的基礎上，具備在端頭、地面遠程控制的功能（如圖3）。通過多點操控功能的設置，實現(xiàn)在煤礦開采作業(yè)遇突發(fā)情況時，可借助遠程控制來控制液壓支架操控有效性，為采礦安全開采作業(yè)提供保障。

2 液壓支架電液控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢分析

得益于科學技術的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，電液控制系統(tǒng)發(fā)展主要有以下幾種趨勢：①逐漸智能化、自動化的電液軟件控制，智能化技術與電液控制技術的融合，實現(xiàn)在未來電液控制系統(tǒng)運行中，人工管理工作會逐漸被智能系統(tǒng)運行所取代，在降低人員工作強度的同時，提升電液控制系統(tǒng)操控的精準性;②當前各大企業(yè)研發(fā)的電液控制系統(tǒng)先導閥多采用電磁鐵技術。電磁鐵技術應用具有高效率、穩(wěn)定性強等特點，并且該技術研發(fā)時間相對較長，所以現(xiàn)階段電磁鐵技術的應用較為成熟。但是啟動過程中電磁鐵技術的應用會存在電流帶入量較大的問題，若運行期間頻繁使用電磁閥，極易導致同一電源出現(xiàn)負荷超載現(xiàn)象。針對此類情況，德國某企業(yè)發(fā)現(xiàn)一種“壓電”材料，但是此材料的研究目前仍處于初步研究階段。對此，需加大對“壓電”材料的研發(fā)力度，盡快將此材料應用于實際，為電液控制系統(tǒng)高效、高質量運行提供保障;③因環(huán)境、條件的復雜，使得大部分礦井內存在大量電磁干擾。而現(xiàn)階段我國部分電液控制系統(tǒng)的研發(fā)未考慮電磁干擾問題，在電磁兼容設計方面存在不合理，使得電液控制器在實際開采作業(yè)中的應用出現(xiàn)誤動作。分析未來電液控制系統(tǒng)發(fā)展，其系統(tǒng)抗電磁干擾能力勢必會逐步提升，有效避免因電磁干擾的存在而影響液壓支架運行。

3 結束語

電液控制系統(tǒng)作為工業(yè)生產領域的新型高新技術，現(xiàn)階段礦產開采行業(yè)的發(fā)展受到電液控制系統(tǒng)應用的直接影響。對此，工業(yè)企業(yè)需提高對電液控制系統(tǒng)應用的重視度，結合相關先進技術、理念，投入更多資金與精力來加大電液控制系統(tǒng)的研發(fā)力度，進一步提升我國電液控制系統(tǒng)研究水平，為礦山開采作業(yè)高質量、高效率開展提供支撐。

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作者簡介：

李晨（1990- ），男，就職于山西汾西宜興煤業(yè)有限責任公司，研究方向：煤礦機電。