PM32電液支架控制系統(tǒng)在平煤股份二礦綜采工作面的應(yīng)用

耿進(jìn)軍　周霏

【摘 要】平煤股份二礦庚20—23110工作面是該礦首個(gè)使用PM32電液支架控制系統(tǒng)的綜采工作面。本文介紹了PM32電液支架控制系統(tǒng)在平煤股份二礦庚20—23110工作面的應(yīng)用，通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了支架自動(dòng)移架控制，支架成組動(dòng)作控制，成組自動(dòng)推溜，成組自動(dòng)噴霧，大大提高了綜采工作面自動(dòng)化程度，降低噸煤成本的同時(shí)顯著降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，加快支架的動(dòng)作速度，實(shí)現(xiàn)了工作面減員提效。

【關(guān)鍵詞】PM32電液支架控制系統(tǒng)；綜采工作面；煤礦；液壓支架；機(jī)電設(shè)備

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，我國(guó)煤礦綜采工作面科技含量也在不斷提升[1]。平煤集團(tuán)股份二礦以建設(shè)安全、高效、自動(dòng)化、現(xiàn)代化礦山為目標(biāo)，在2014年9月份建成第一個(gè)電液控自動(dòng)化綜采工作面——庚20—23110工作面。此工作面應(yīng)用了PM32電液支架控制系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了液壓支架的自動(dòng)化控制，還應(yīng)用延伸到三機(jī)控制，泵站控制，采煤機(jī)等設(shè)備的控制。對(duì)綜采工作面采煤工序的自動(dòng)化控制以及保障工作面支護(hù)質(zhì)量和提高支護(hù)效率，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，減員增效起到了至關(guān)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(duì)位置位于平煤股份一礦工業(yè)廣場(chǎng)東部，寺溝東1500m，陳家溝北300m，采深450m～599m。該工作面地質(zhì)構(gòu)造程度復(fù)雜，局部塊段又受斷層構(gòu)造影響，從揭露情況來(lái)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?guī)r，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(zhì)泥巖。直接底為平均4.3m厚的灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖，局部夾雜細(xì)砂巖，其下基本底是深灰色石灰?guī)r（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(zhǎng)1065m～1100m，平均為1082.5m，切眼總長(zhǎng)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(wěn)定。煤塵有爆炸危險(xiǎn)，其爆炸指數(shù)為28.99%～34.04%，存在自燃發(fā)火現(xiàn)象，3～6個(gè)月的自然發(fā)火期。具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，采煤方法為走向長(zhǎng)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(jī)、SGZ900/1050型刮板輸送機(jī)、SZZ-730/110型轉(zhuǎn)載機(jī)和PLM1000 型破碎機(jī)等組成采煤與運(yùn)煤系統(tǒng)。研究目前該工作面共計(jì)有138架支架控制頂板，其中5#—130#支架采用ZY6800-12/25D型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)，共127架，機(jī)頭1#—4#、機(jī)尾131#—138#采用ZY6800-14/30D型掩護(hù)式液壓支架。移架步距0.6m，采空區(qū)采用自行跨落方式。

2 PM32電液支架控制系統(tǒng)的組成

PM32電液支架控制系統(tǒng)是德國(guó)marco公司致力于保障工作面支護(hù)質(zhì)量和提高支護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，高產(chǎn)高效目標(biāo)而自主研發(fā)的液壓支架電液控制系統(tǒng)。在綜采工作面上，每一臺(tái)液壓支架上都裝配有一個(gè)控制單元，該控制單元是由1個(gè)控制器、3個(gè)常規(guī)傳感器、2個(gè)隔離耦合器以及1個(gè)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(yùn)用總線(xiàn)技術(shù)構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、發(fā)出控制命令、鄰架控制、工作面急停、成組動(dòng)作、在線(xiàn)檢測(cè)，人員定位，語(yǔ)音傳輸、故障報(bào)警等功能。

3 PM32電液支架控制系統(tǒng)在庚20—23110工作面的應(yīng)用

3.1 PM32電液支架控制系統(tǒng)在庚20—23110綜采工作面應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的功能

3.1.1 安全操作功能（聲光報(bào)警、急停、閉鎖、停止）

當(dāng)工作面發(fā)生可能危及安全生產(chǎn)，立即停止或禁止支架成組動(dòng)作的緊急情況時(shí)，工作人員可按壓任意一個(gè)支架控制器上的緊急停止按鈕，全工作面支架動(dòng)作立即停止，自動(dòng)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(shí)施對(duì)支架的動(dòng)作控制。

實(shí)現(xiàn)液壓支架的鄰架手動(dòng)操作、鄰架自動(dòng)成組操作。避免了手動(dòng)本架操作液壓支架動(dòng)作時(shí)，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(jié)構(gòu)件損壞，支架之間漏矸等對(duì)操作人員造成的意外傷害，從而提高了生產(chǎn)安全系數(shù)。有利于安全生產(chǎn)。

3.1.2 簡(jiǎn)潔：電液控制系統(tǒng)操作使用簡(jiǎn)單，操作界面簡(jiǎn)潔清晰。支架控制器的操作界面只有26個(gè)按鍵，井下工作人員只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，即可熟練操作。

3.1.3 快速：電液控制系統(tǒng)及主閥能夠滿(mǎn)足單臺(tái)支架完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間5-7秒、采煤機(jī)與支架聯(lián)動(dòng)，成組拉架時(shí)，5-10臺(tái)支架同時(shí)拉架，完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間不大于14.5秒的電液控制系統(tǒng)配套要求。

3.1.4 高效：液壓支架在手動(dòng)控制的模式下，支架的移架速度低于采煤機(jī)的移動(dòng)速度，在液壓支架電液控制系統(tǒng)的控制模式下，足以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架成組程序自動(dòng)控制，包括成組順序自動(dòng)移架和成組順序自動(dòng)推溜。

3.1.5 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過(guò)對(duì)綜采工作面頂板壓力、推移千斤頂?shù)男谐獭⒚簷C(jī)的位置、方向進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，在液壓支架的控制面板顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。電液控液壓支架狀態(tài)信息、動(dòng)作信息和故障報(bào)警信息的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程獲取和顯示以及支架各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集和歸檔查詢(xún)。

3.1.6 采用雙泵雙回路供液，電液控液壓支架有專(zhuān)門(mén)的供液管路，減少了電液控系統(tǒng)壓力損失，不但提高了支架初撐力，還縮短了移架時(shí)間，達(dá)到了及時(shí)支護(hù)、控制頂板下沉的目的。

3.2 系統(tǒng)在庚20—23110綜采工作面應(yīng)用效果

庚20-23110綜采工作面平均可采走向長(zhǎng)度為1082.5m，切眼長(zhǎng)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(kāi)始回采，通過(guò)1年的使用，該工作面已經(jīng)回采1100m，回采原煤80.2萬(wàn)t，工作面回采正常，增加銷(xiāo)售收入2586萬(wàn)元，減少工作面搬家費(fèi)用305萬(wàn)元，減少煤柱損失959萬(wàn)元，累計(jì)直接經(jīng)濟(jì)效益3850萬(wàn)元，效果十分顯著。在回采期間，平煤股份二礦綜采三隊(duì)庚20—23110工作面沒(méi)有發(fā)生過(guò)支架倒架、刮板輸送機(jī)被壓死等現(xiàn)象，歷經(jīng)一年的生產(chǎn)過(guò)程中該工作面實(shí)現(xiàn)了零事故、零傷亡目標(biāo)。PM32電液支架控制系統(tǒng)在平煤股份二礦庚20—23110工作面運(yùn)行穩(wěn)定，支架成組動(dòng)作效果明顯，有效地減少了工作面作業(yè)人數(shù)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。改善了工作面煤壁和頂板支護(hù)狀況，提高回采效率。保障安全高效生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了煤礦綜采工作面的高效化現(xiàn)代化。PM32電液支架控制系統(tǒng)在平煤股份二礦庚20—23110工作面的應(yīng)用，對(duì)該系統(tǒng)在平煤股份其它綜采工作面的推廣及使用具有指導(dǎo)意義和經(jīng)驗(yàn)參考價(jià)值。

4 結(jié)論

通過(guò)PM32電液支架控制系統(tǒng)在庚20—23110綜采工作面的實(shí)踐應(yīng)用的效果，實(shí)現(xiàn)了工作面復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境，獲得了高安全生產(chǎn)系數(shù)；針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中電液控遇到的問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出可靠措施，提高了液壓支架的安全可靠性，延長(zhǎng)了液壓支架的使用年限；但是由于庚組復(fù)雜地質(zhì)條件復(fù)雜，電液控系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境要求高，日常管理難度大，同時(shí)對(duì)電液控設(shè)備管理和檢修工作具有指導(dǎo)意義。通過(guò)一年的研究實(shí)踐，這些研究對(duì)以后平煤股份其他綜采工作面采用電液控自動(dòng)化技術(shù)起到了指導(dǎo)作用，同時(shí)電液控自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了減人提效，自動(dòng)化、高產(chǎn)、高效安全生產(chǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張良.液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2003（2）.

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

[責(zé)任編輯：湯靜]