電液控制系統液壓支架在煤礦中的應用與實踐

單德興

(遼寧工程技術大學機械工程學院,遼寧阜新 123000)

電液控制系統液壓支架在煤礦中的應用與實踐

單德興

(遼寧工程技術大學機械工程學院,遼寧阜新 123000)

通過對電液控制系統下的液壓支架的發展研究與分析,結合煤礦具體應用于實踐,闡述大力發展電控液壓支架對于我國資源開采的深刻意義。

電液控制 液壓支架 煤礦

隨著人民生活水平的不斷提高，人們在日常生活中對能源的需求量也越來越大，因此我國資源開采正在迅速發展，而采煤是資源開采重要的一部分。近年來，采煤技術的發展得到煤礦部門的高度重視，他們從各個方面提高采煤技術以盡可能地滿足社會各個領域對資源的需求。隨著采煤技術的發展，液壓支架的各個方面也在不斷發展，其中控制系統和結構強度得到了很大的改進，改變了以前傳統的手動工作方式，而改變為今天的電液制動控制的工作方式。這種工作方式是綜合運用計算機、電子控制、機械、傳感、通信網絡等技術于一身的一項高技術工作模式，具有方便、實用、快捷、高效、安全的優點。液壓支架控制系統和結構強度的改進是煤炭開采技術領域的一次偉大創舉。液壓支架的革新不僅使操作上簡便易行，實現了回采工作面的自動化；而且提高了工作效率，大大加快了工作面的移架速度，使工作面產量成倍增加。與此同時，改善了工作面頂板的支護狀況，以保證頂板足夠的結構強度，提高了煤礦開采的安全系數。液壓支架電液控制系統是目前液壓支架最先進的、最有效的控制方式，是煤礦生產自動化、機器化、無人化發展的趨勢和方向。控制系統將原來的由專門人員操作改變為技能化生產、程序化操作、自動化控制、高效率工作。電液控制系統很好地實現了對綜采工作面的控制和監測，以保證各個設備協調工作，正常運行，充分體現計算機等先進技術的自動化，使采煤過程順利完成。由于我國對此項技術發展緩慢，并且設備還需依靠外國進口，所以，加快對液壓支架的研究和創新，對我國的煤礦開采有深遠的影響。

1 國內外電控液壓支架發展的現狀

(1)國外電控液壓支架的研究與發展。在20世紀70年代，國外對液壓支架的電控系統的研究處于剛剛起步階段。80年代時，國外對液壓支架的電控系統的研究還不成熟，但是，已把液壓支架的電控系統投入使用，在實際的生產應用中不斷地完善。隨著對液壓支架的電控系統不斷地改進和革新，90年代時，國外的液壓支架電液控制技術已經完善，且其可靠性和工作性能已能滿足生產使用要求。如今，綜采液壓支架電液控制系統的發展已經相當成熟，并且已經能完成許多控制功能。例如：通過在支架上安裝的壓力傳感器、電液控制閥、電液控制器、行程傳感器，實現液壓支架的自動放煤、自動移架、自動噴霧、自動推移輸送機等成組或單架控制，也可以實現對支架的單個功能進行控制，能夠真正實現在井下開采工作面的自動化、高效化。美國等一些發達國家的液壓支架電控技術發展處于世界的前沿，這些國家的液壓支架電液控制系統不僅能夠很好地實現系統控制，實現各個機器的協調工作，而且還配置有另外一些先進的裝置，例如：故障診斷預警裝置。這樣可更好的實現液壓支架與其他采煤設備的聯動和遠程控制[1]。(2)國內電控液壓支架的研究與發展。80年代中期，我國開始研制液壓支架電液控制系統。1991年5月，鄭州煤機廠研制出DYZK-Ⅰ型支架電液控制系統，于1992年5月在大同四臺礦也完成了井下工業性試驗。在Ⅰ型的基礎上又經過多次改進，于1993年9月開發出DYZK-Ⅱ型支架電液控制系統，從此就停止了發展[2]。1991年，北京煤機廠研制出第一套BMJ-Ⅰ型支架電液控制系統，并進行了井下工作試驗。經過不斷地改進后，于1992年4月，通過初步鑒定。隨后，我國又改進得到第二代BMJ-Ⅱ型支架電液控制系統，并于1992年12月至1995年5月在井下進行工業性試驗。煤科總院太原分院研制的YLT型支架電液控制系統，于1996年進行了井下工業性試驗，并于1997年7月通過鑒定。由此可見，我國液壓支架電液控制系統研制已經歷了十幾年時間，但是仍未得到迅速發展，仍然沒有得到廣泛推廣。全國只有少數公司有液壓支架。

2 我國電液控制液壓支架的不足與建議

美國等一些國家的液壓支架電液控制技術無論從理論上還是在實際生產中已經相當成熟。從理論上，我國當前的科學技術水平還是比較高，可以很好地開發電液控制系統，并且能取得很好地成就。但是，從研發歷程來看，液壓支架電液控制技術沒有得到深入的研究和發展。主要原因是我國生產的控制器的抗干擾能力差，可靠性和工作性能不夠高，而煤礦井下粉塵大、環境惡劣、噪聲大、干擾性大。此外，國產電液控制閥的性能還不夠高，主要表現在可靠性低、工作年限短、制造精確度不高等方面[3]。目前我國科研單位主要研究支架控制器的可靠性和電液閥的性能，這對于我國液壓支架電液控制系統的工業化實現有重大意義。

我國支架電液控制系統發展是受多方面原因影響的，這些原因阻礙了我國支架電液控制系統的發展，主要原因有以下幾點：(1)管理水平低。生產成批產品保證不了加工質量，達不到所要求的指標。(2)受基礎工業水平的制約。基本材料的性能、可靠度、加工水平等諸多方面存在較大差距。(3)煤礦經濟不景氣。近幾年，煤礦經濟不好，機械化發展資金短缺，缺少市場刺激。(4)力量和資金不足。力量和資金投入分散，低水平重復。(5)故障多。在工作面使用故障多，發揮不了應有的作用。

在實際的研究過程中，開發研究支架電液控制系統需要較大的資金和人力投入，國家和個人都應當重視起來，集中各方面的優勢，成立研究中心，積極努力研究開發點液壓支架，以便更好地應用于采煤方面，促進經濟的快速發展。

3 結語

經過四十多年的綜采實踐和技術的不斷開發和技術創新不間斷的研究，我國已成功建立起比較完整的液壓支架技術體系，液壓支架技術發展對于煤炭工業發展與前進做出了巨大的貢獻。在大采高液壓支架、放頂煤液壓支架以及復雜難采煤層液壓支架適應性等方面，我國居于世界領先地位，我國正努力成為世界上最大的液壓支架生產國。不斷完善液壓支架技術體系，繼續努力開發關鍵元部件、高端材料，開發適應于各種新采煤方法和煤層條件的工況自動耦合型液壓支架和液壓支架新架型，努力發展先進制造科技，建設世界上最強的液壓支架制造產業是“十二五”乃至于今后的主要的發展目標。

[1]戴紹誠,等.高產高效綜合機械化采煤技術與裝備[M].北京:煤炭工業出版社,1998.

[2]北京天地瑪珂電液控制系統有限公司.PM31型液壓支架電液控制系統技術[R].北京:煤炭科學研究總院,2001.

[3]王國法.液壓支架技術現狀與發展展望[A].現代煤炭科學技術理論與實踐論文集[C].北京:煤炭工業出版社,2007.