綜采液壓支架電液控制技術探析

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：當前液壓支架已經成為煤礦開采重大裝備，并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。本文主要分析了液壓支架電液控制系統的原理和優勢，介紹了液壓支架電液控制系統的重要技術，并通過電液控制系統的應用效果闡述，為我國電液控制系統的發展提供一點借鑒和思考。

關鍵詞：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備之一，液壓支架通過與圍巖相互作用，控制工作面作業區頂板巖層，為工作面提供安全作業空間，它的適應性和可靠性是決定綜采成敗的關鍵。因此液壓支架的發展成為煤礦機械化開采技術發展的各個階段的突出標志。液壓支架控制技術是液壓支架的核心技術之一，液壓支架控制系統的主要控制功能要求實現快速降架、移架、初撐和推移工作面設備，以適應頂板來壓和壓力釋放，保證工作面人員和設備安全。隨著科學技術的發展，采用電液控制技術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等先進技術，可實現工作面全自動化控制。

1　液壓支架電液控制系統的原理和優勢

（1）液壓支架電液控制系統的原理。液壓支架電液控制系統的組成部分是傳感器、控制器、驅動器與計算機網絡、電磁先導閥和主閥、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閥發出電信號，然后先導閥驅動主閥動作系統當中裝有位移、傾角、壓力的三種傳感器，進而對支架的運行狀態參數進行反饋，控制器是處理與加工反饋的數據信息，進而指示接下來的動作。

（2）液壓支架電液控制系統的優勢。液壓支架電液控制系統的作用是使支架動作的遠程以及自動化控制實現，從而實現生產的便捷、安全、高效。其優勢是：在高效高產的功率較大的工作面影響之下，自動循環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。系統對頂板進行實時性的支護與擦頂移架，并且實現了初撐力自保，從而使頂板的安全性大大地提升。為了使生產作業的自動化管理實現，針對其它的綜采裝置和支架而言，系統有著在線控制與監測的能力，且能夠結合綜采工作面實際情況和支架構造，對類別不同的控制方式進行設計，從而使礦井管理的智能化實現。

2　液壓支架電液控制系統的重要技術

（1）電液控制閥的有關技術。電液控制閥是液壓支架電液控制系統的中心，其代替了傳統意義上液壓系統控制操作閥，通過電控元器件的優質特性可以確保實現系統的功能。例如，德國MARCO公司生產的閥組，整體插裝構造是其主控閥組所應用的，其組成部分是主閥體、二位三通閥芯組件、同液安全閥、電磁線圈驅動器、電液先導閥等。然而，在實踐應用的過程中，電液控制閥的質量面臨著相應的缺陷，這不利于系統穩定性的提升。首先，一部分系統當中的電磁先導閥被電磁鐵所取代，進而導致系統存在電液匹配的問題。這是由于應用電磁鐵開啟電磁閥并非跟電磁先導閥那樣，只是應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狀之下，電磁力的可靠性一般會受到相應的制約。其次，因為油液的壓力嚴重地制約著系統的動態性能，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，往往會制約系統響應的速度，要么會使系統的應用年限縮短。除此之外，下壓頂板過程中閥芯開啟壓力不可靠、摩擦死區、負載慣性等非線性要素也會對系統的動態性能產生制約作用。為此，務必在設計以及應用系統的時候克服與排除這一系列的要素。

（2）研發主控計算機的技術。電液控制系統的核心控制部分是井下主控計算機，其借助網絡聯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，其關鍵作用是：能夠對井下工作面采煤機、運輸機、支架等各種裝置的運行現狀進行查看與監控。對工作面支架控制器傳輸過來的數據進行匯集和存入，能夠將這一系列的信息顯示在屏幕上，且可以對輸入控制參數進行設置，發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，以實現一系列支架之間的協調配合關聯動作、自動化地控制支架、穩定的安全保障、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據信息，在地面能夠對工作面支架的實際情況進行監視、實現信息資料的存儲、控制支架。主控制器能夠對控制參數進行輸入與設置，且將控制命令發出、檢測采煤機的位置，以及實現立足于采煤機運行位置的支架自控，還能夠對工作面區域里面的其它測控任務進行承擔。

3　電液控制系統的應用效果

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

（2）提升了生產效益。電液控制系統在井下的應用，可以使人員輔助性操控的時間大大地減少，且有著非常快的處理速度，借助計算機對工作流程科學地組織，實現最大化的機械裝置能力。電液控制系統還能夠對支架實施編組，且能夠一起操作多個支架，這使煤礦生產效率大大地提升。

4　結論

總起來說，液壓支架電液控制系統對煤礦開采具有重要意義，能夠提高對各生產設備的控制效率，在提高開采效率的同時降低生產成本，可以促進煤礦開采企業的持續發展。目前我國此系統在煤礦開采中的應用還存在一定阻礙，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的發展。

參考文獻：

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[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設計[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。