液壓支架應用電液控制系統的簡析

房興才 薛煥煥 丁治國

摘 要：將綜合機械化技術應用于我國煤礦產業，標志著我國煤礦業的新發展，無論是煤礦生產技術，還是煤礦生產效率，均上升到了新的臺階，在世界領域居于先進地位。液壓支架成為煤礦開采重大裝備，實現了采煤工藝機械化生產的根本性轉變。液壓支架電液控制系統融合了計算機、檢測技術、控制技術和液壓技術等內容，具有很高的技術性，是煤礦井下作業的一項綜合一體化的新控制技術。該文通過分析，主要介紹了電液控制系統的發展狀況和工作原理等內容，并通過對其問題的分析提出了未來發展趨勢和可能性，以期為我國電液控制系統的發展提供一點借鑒和思考。

關鍵詞：液壓支架 電液控制系統 工作原理 發展現狀

中圖分類號：TD355 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0092-01

進入21世紀以來，計算機技術和自動化技術發展迅速，為煤炭行業實現機械自動化采煤奠定了基礎，液壓支架電液控制技術得到突破。液壓支架電液控制系統具有監測和控制的功能，既可以實現地面作業時的監測和控制，也可以實現順槽作業時的監測和控制，這對于煤礦井下工作面的生產和管理具有變革性意義。液壓支架電液控制系統操作方便靈活，自動化程度高，且具有極強的安全性，能有效協調配合多個支架間的關聯動作，使液壓支架與其他采煤設備相配合，能夠實現自動化采煤過程，有效提高了生產效率。

1 電液控制系統發展概述

電液控制系統始于20世紀80年代，且一經問世便受到了廣泛關注，獲得了長遠的發展。目前，電液控制系統在德國、英國、波蘭、澳大利亞、美國等，都有不同程度的應用和推廣。

在20世紀90年代末期，我國的煤礦公司開始尋求對外合作和發展，煤炭科學研究總天地科技股份有限公司同德國的馬珂公司共同合資創建了一家“天地瑪珂電液控制系統公司”，這是我國專門研究電液控制系統的專業性公司。經過數十載的研發，我國的電液控制系統不斷獲得發展和突破，但在應用過程中，仍有很多不盡如人意的地方，該技術并未能夠在井下推廣使用，液壓支架仍有很多需要采用國外技術。依托中國采礦發展的現狀和特點，在研發過程中，我國的液壓支架電液控制系統在控制器的語種選擇上設定為中文形式，且分列多行，這一設計有利于國人操作習慣，更便于控制；但同時，我們還應意識到，在控制技術上還有待成熟，仍處于比較初級的單架和成組程控階段，主控臺技術仍有待完善和新的發展；此外，我國的支架與采煤機聯動工作也仍處于研究階段。盡管我國的電液控制系統仍由很長的路要走，但毫無疑問，在一代代人的努力下，我國的液壓支架電液控制技術必將逐步完善和發展，最終成功運用與煤礦開采技術。

2 電液控制的構造和原理

液壓支架電液控制系統基本原理如圖1所示。液壓支架電液控制系統主要包括：油缸、電液閥組（電磁先導閥和主閥）、支架控制器、傳感器（行程傳感器、壓力傳感器、傾角傳感器和采煤機位置檢測傳感器等）、電源電纜、連接器、電磁閥的驅動器、網絡變換器、井下主控計算機、地面計算機等。

操作液壓支架上人機界面，通過控制器平臺將電信號傳輸給各個電磁先導閥，而先導閥在接收信號后開始運轉，進而使主閥在小流量的高壓液驅動下產生作用和動作。此時，系統里的傳感器（行程傳感器、壓力傳感器、傾角傳感器）監測支架運行狀態，并反饋到控制器。控制器在對反饋信息進行評判和處理后，指導支架新的動作。

3 電液控制在工況的常見問題

電液控制系統對支架液壓系統的過濾精度要求較高，工況使用更換部件有雜質滲入液壓系統，易造成電液控制元件的靈敏降低和破壞。過濾網堵塞需人工排查替換。

電液控制系統對工況的適應性。綜采支架應用于工作面，改善了工作面支護環境，有利于安全生產。電液控制系統與綜采設備配套使用于工作面，將監測與控制集于一體，合理地解決了在工作面支護中，液壓支架帶壓移架的問題，增大了工人工作環境的安全系數。無人值守電液控制因受到井下復雜工況的限制，還在探索中。

極薄煤層電液控制系統的維護。極薄煤層支架高度較低，行人空間有限，電液控制系統維護更換極不方便，支架出現故障后，難以維護。

4 電液控制系統的發展前景

隨著電液系統在液壓支架中的應用，改善了井下工人的工作環境，減小了工人的勞動強度，為高產、高效、機械化采煤奠定了基礎。尤其是最近幾年，計算機技術日益發展，自動化技術日趨成熟，綜采支護設備在自動化方面也取得了不小的成就，它們共同推動著電液控制技術的發展，自動化成為必然趨勢。將綜采支護設備電液控制系統成功應用于煤礦行業，將人工從繁重的勞動任務中解放出來，朝著機械化、自動化方向發展，有效地提升了煤礦產業的安全效益、經濟效益、社會效益，具有重要的變革意義。

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