PM32電液支架控制系統在平煤股份二礦綜采工作面的應用

耿進軍　周霏

【摘 要】平煤股份二礦庚20—23110工作面是該礦首個使用PM32電液支架控制系統的綜采工作面。本文介紹了PM32電液支架控制系統在平煤股份二礦庚20—23110工作面的應用，通過該系統的應用，實現了支架自動移架控制，支架成組動作控制，成組自動推溜，成組自動噴霧，大大提高了綜采工作面自動化程度，降低噸煤成本的同時顯著降低工人勞動強度，加快支架的動作速度，實現了工作面減員提效。

【關鍵詞】PM32電液支架控制系統；綜采工作面；煤礦；液壓支架；機電設備

0 引言

隨著科學技術突飛猛進的發展，我國煤礦綜采工作面科技含量也在不斷提升[1]。平煤集團股份二礦以建設安全、高效、自動化、現代化礦山為目標，在2014年9月份建成第一個電液控自動化綜采工作面——庚20—23110工作面。此工作面應用了PM32電液支架控制系統，不僅實現了液壓支架的自動化控制，還應用延伸到三機控制，泵站控制，采煤機等設備的控制。對綜采工作面采煤工序的自動化控制以及保障工作面支護質量和提高支護效率，對實現煤礦安全生產，減員增效起到了至關重要作用。

1 平煤股份二礦庚20—23110工作面概況

平煤股份二礦庚20—23110工作面地面相對位置位于平煤股份一礦工業廣場東部，寺溝東1500m，陳家溝北300m，采深450m～599m。該工作面地質構造程度復雜，局部塊段又受斷層構造影響，從揭露情況來看，落差0.5m以上的斷層共13條，主要以正斷層為主。該工作面頂板為深灰色（L6）石灰巖，含方解石脈和蜓科化石，東部薄、西部厚，平均厚度4.2m，其上為厚1.35m的灰色、深灰色砂質泥巖。直接底為平均4.3m厚的灰色、深灰色砂質泥巖，局部夾雜細砂巖，其下基本底是深灰色石灰巖（L7），厚度10.6m，富含蜓科化石。煤層厚度變化較大，為1.3m～2.6m，平均厚度1.95m。可采走向長1065m～1100m，平均為1082.5m，切眼總長205m，采煤面積為221912.5m2。煤層傾角為7°～9°33′，平均8°27′，煤層賦存穩定。煤塵有爆炸危險，其爆炸指數為28.99%～34.04%，存在自燃發火現象，3～6個月的自然發火期。具有煤與瓦斯突出危險性，采煤方法為走向長壁后退式采煤法。

平煤股份二礦庚20—23110工作面采用MG500/1130AWD采煤機、SGZ900/1050型刮板輸送機、SZZ-730/110型轉載機和PLM1000 型破碎機等組成采煤與運煤系統。研究目前該工作面共計有138架支架控制頂板，其中5#—130#支架采用ZY6800-12/25D型掩護式液壓支架支護，共127架，機頭1#—4#、機尾131#—138#采用ZY6800-14/30D型掩護式液壓支架。移架步距0.6m，采空區采用自行跨落方式。

2 PM32電液支架控制系統的組成

PM32電液支架控制系統是德國marco公司致力于保障工作面支護質量和提高支護效率，實現煤礦安全生產，高產高效目標而自主研發的液壓支架電液控制系統。在綜采工作面上，每一臺液壓支架上都裝配有一個控制單元，該控制單元是由1個控制器、3個常規傳感器、2個隔離耦合器以及1個液壓主閥等配件組成。控制器之間用架間電纜連接在一起，運用總線技術構成現場總線控制系統，來實現數據采集、發出控制命令、鄰架控制、工作面急停、成組動作、在線檢測，人員定位，語音傳輸、故障報警等功能。

3 PM32電液支架控制系統在庚20—23110工作面的應用

3.1 PM32電液支架控制系統在庚20—23110綜采工作面應用實現的功能

3.1.1 安全操作功能（聲光報警、急停、閉鎖、停止）

當工作面發生可能危及安全生產，立即停止或禁止支架成組動作的緊急情況時，工作人員可按壓任意一個支架控制器上的緊急停止按鈕，全工作面支架動作立即停止，自動控制功能在急停解除前被禁止。在急停模式下，禁止使用成組操作控制方式實施對支架的動作控制。

實現液壓支架的鄰架手動操作、鄰架自動成組操作。避免了手動本架操作液壓支架動作時，立柱、千斤頂密封件損壞高壓液刺出，液壓管路爆裂、脫扣，支架結構件損壞，支架之間漏矸等對操作人員造成的意外傷害，從而提高了生產安全系數。有利于安全生產。

3.1.2 簡潔：電液控制系統操作使用簡單，操作界面簡潔清晰。支架控制器的操作界面只有26個按鍵，井下工作人員只要經過簡單的培訓，即可熟練操作。

3.1.3 快速：電液控制系統及主閥能夠滿足單臺支架完成一個工作循環時間5-7秒、采煤機與支架聯動，成組拉架時，5-10臺支架同時拉架，完成一個工作循環時間不大于14.5秒的電液控制系統配套要求。

3.1.4 高效：液壓支架在手動控制的模式下，支架的移架速度低于采煤機的移動速度，在液壓支架電液控制系統的控制模式下，足以實現對液壓支架成組程序自動控制，包括成組順序自動移架和成組順序自動推溜。

3.1.5 實時監測：通過對綜采工作面頂板壓力、推移千斤頂的行程、煤機的位置、方向進行實時監測和記錄，在液壓支架的控制面板顯示實時數據。電液控液壓支架狀態信息、動作信息和故障報警信息的實現實時遠程獲取和顯示以及支架各項數據的采集和歸檔查詢。

3.1.6 采用雙泵雙回路供液，電液控液壓支架有專門的供液管路，減少了電液控系統壓力損失，不但提高了支架初撐力，還縮短了移架時間，達到了及時支護、控制頂板下沉的目的。

3.2 系統在庚20—23110綜采工作面應用效果

庚20-23110綜采工作面平均可采走向長度為1082.5m，切眼長205m。煤厚為1.3m～2.6m，平均為1.95m，該工作面回采面積221912.5m2。從2014年9月開始回采，通過1年的使用，該工作面已經回采1100m，回采原煤80.2萬t，工作面回采正常，增加銷售收入2586萬元，減少工作面搬家費用305萬元，減少煤柱損失959萬元，累計直接經濟效益3850萬元，效果十分顯著。在回采期間，平煤股份二礦綜采三隊庚20—23110工作面沒有發生過支架倒架、刮板輸送機被壓死等現象，歷經一年的生產過程中該工作面實現了零事故、零傷亡目標。PM32電液支架控制系統在平煤股份二礦庚20—23110工作面運行穩定，支架成組動作效果明顯，有效地減少了工作面作業人數，降低了工人勞動強度。改善了工作面煤壁和頂板支護狀況，提高回采效率。保障安全高效生產的同時實現了煤礦綜采工作面的高效化現代化。PM32電液支架控制系統在平煤股份二礦庚20—23110工作面的應用，對該系統在平煤股份其它綜采工作面的推廣及使用具有指導意義和經驗參考價值。

4 結論

通過PM32電液支架控制系統在庚20—23110綜采工作面的實踐應用的效果，實現了工作面復雜多變的生產環境，獲得了高安全生產系數；針對實際生產應用過程中電液控遇到的問題，總結經驗教訓，提出可靠措施，提高了液壓支架的安全可靠性，延長了液壓支架的使用年限；但是由于庚組復雜地質條件復雜，電液控系統設備的運行環境要求高，日常管理難度大，同時對電液控設備管理和檢修工作具有指導意義。通過一年的研究實踐，這些研究對以后平煤股份其他綜采工作面采用電液控自動化技術起到了指導作用，同時電液控自動化設備實現了減人提效，自動化、高產、高效安全生產。

【參考文獻】

[1]張良.液壓支架電液控制系統的應用現狀及發展趨勢[J].煤炭科學技術，2003（2）.

[2]李保朝.液壓支架電液控制技術研究與應用[J].中州煤炭，2006（02）.

[責任編輯：湯靜]