簡析電液控技術在綜放工作面的應用實踐

摘 要：簡述了9206工作面液壓支架電液控制系統的組成、主要部件參數、控制方式特性，通過應用實現自動帶壓移架、提高液壓支架的動作速度，減輕工人的勞動強度，為下一步全面無人自動化提供技術支持。

關鍵詞：液壓支架；電液控制系統；控制方式；特性分析

引言

東龐礦北井9206綜放工作面井下位置南至9200采區軌道巷，北至9200采區皮帶二期探巷附近，西鄰已回采的9204工作面，東鄰已回采的9208工作面。走向長平均983.5m，工作面長72.9m。工作面一采一放，放煤步距0.5m，放頂煤（含夾矸）4m，采放比1：1.8，采用多輪間隔順序放煤法。

工作面基本支架采用4架ZF4000-16/26型、47架ZF4000-17/27型和6架ZFG4400-20/32H型低位放頂煤液壓支架。

通過9208、9203、9202B工作面使用發現人工操作移架存在：（1）動作速度慢，在頂板破碎情況下不能保證快速降架移駕。（2）支架工勞動強度大。（3）操作液壓系統及配件損壞率高的弊端。9206工作面進行電液控改造，通過使用解決存在以上弊端，提高工作效率。

1 9206電液控系統構成

本次在放頂煤工作面采用電液控系統在本礦尚屬首次，本著投資少功能效果明顯目的，本次只對移架操作機紅外線跟蹤安裝進行改造。

電液控制系統采用北京天瑪公司國產SAC型電液控制系統。以上為支架電液控制系統電控系統部分：液壓支架電液裝置控制器、控制器接線板組件、電磁閥驅動器、礦用壓力傳感器、礦用本安型鍵盤、放煤控制器保護罩、礦用隔爆兼本質安全型穩壓電源、隔離耦合器；支架電液控制系統電液控換向閥部分：礦用本質安全型電液換向閥；紅外線采煤機位置監測系統部分：礦用本安型紅外線發送器、礦用本安型紅外線接收器、紅外線發射器安裝架；過濾系統部分：筒式過濾器、筒式大過濾器。（如圖1所示）

2 主要部件技術參數選取

2.1 電液控換向閥

型式：20功能20出口電液先導主控閥；18功能18出口電液先導主控閥；6功能6出口電液先導主控閥；數量：1組/架（過渡架2組/架）；功能閥數量：20/18；電磁閥數量：10個三位四通電磁先導閥；9個三位四通電磁先導閥；公稱壓力：31.5MPa；公稱流量：DN20閥芯-320L/min/DN10閥芯-200L/min。

2.2 液壓支架電液控制裝置控制器

數量：1件/架；功能數量：控制功能20/18個（中間架）；控制功能24個（過渡架）。

2.3 電磁閥驅動器

數量：1件/架；開關量輸出：20路/18路。

2.4 礦用壓力傳感器

數量：1件/架（四柱式支架2件/架）；量程：0～60MPa。

2.5 礦用本安型紅外線接收器

數量：1件/架；接收角度：-40～40°；有效接收距離：0～5m。

2.6 礦用本安型紅外線發送器

數量：1件/工作面；有效照射距離：0～5m；有效發射角度：-20～20°。

2.7 礦用隔爆兼本質安全型穩壓電源

供電能力：8臺支架。

2.8 隔離耦合器

數量：1件/4架。

2.9 放煤鍵盤

數量：1件/架。

3 設備安裝位置選擇

根據支架機構特點，本著結構緊湊科學合理原則，安裝到原手動閥組位置，控制器固定到閥組上，紅外線發射器安裝到下立柱距底座1米位置，電源箱及電源耦合器安裝到掩護梁千斤頂下部。

4 電液控制系統的控制方式概述

4.1 雙向鄰架控制系統

在該工作面每個支架配備一臺控制器，本架及鄰架控制由支架工操作控制器來進行，依照指令給出相應的控制指令，使得鄰架上相對應的電磁鐵發生動作，使電信號向液壓信號轉化，控制主控閥開啟，并向支架液壓缸供液，鄰架的相應的動作因此實現。壓力傳感器以及位移傳感器將支架的工作狀態向控制器進行反饋，控制器再依照反饋信號來對支架的下一動作進行決定。

4.2 雙向成組控制系統

以工作面的任何一個支架為基準（操作架），向左或向右連續相鄰的5個支架設定為某次某一動作的一個成組，支架的某一動作（單動作或自動順序聯動的復合動作）在給出命令后從這個組一端的起始架開始運行，按一定的程序在組內自動地逐架傳遞，每架的動作自動開始，自動停止，直至本組另一端的末架完成該動作為止。成組執行動作、組的位置、架數、動作的傳遞方向取決于操作架位置以及在操作架上所鍵入的選擇命令。成組自動控制必須先作一系列的參數設置，也就是給成組自動控制設條件定規則，但不必每次都設置，參數存入后只在要改變時才重新設置。SAC系統的應用程序為自動降-移-升、推溜、拉溜、伸縮護幫板和伸縮梁、放頂煤、噴霧等動作提供了成組自動控制功能。

4.3 放頂煤的控制

將放煤鍵盤接在控制器上，通過提前程序設定實現以下六種類型的操作：鄰架單動、鄰架自動放煤、成組自動放煤、鄰架“回高位”、成組“回高位”、停止功能。

5 實踐應用效果

（1）解決在工作面支護中的一系列問題，例如，帶壓擦頂移架以及液壓支架初撐力具備初撐力自動保持功能，補償初撐力可調（不超過泵壓），四柱式支架的前、后立柱的自動補壓功能的啟閉可分別設置；具有帶壓移架功能。（2）由于實現鄰架遠離工作面控制以及可根據采煤機的割煤方向選擇最佳操作位置收打護邦、移架、放煤，從而避免煤塵、頂板掉渣等危害，保證了人員的健康與安全。（3）實現放煤插板、尾梁自動聯動，可以在工作面不同位置選擇放煤支架提高放煤效率。（4）實現在采煤機后及時準確移架，成組自動推溜，避免了刮板輸送機彎曲過死，溜槽連接處產生太大的應力損壞設備現象。（5）在支架移設過程各工序銜接緊湊，消除了人工控制過程中的輔助時間，不僅提高了支架的推移速度，還可同時對多個支架進行成組操作，減少循環時間，實現成組程序自動控制，包括成組自動移架、成組自動推溜、成組自動拉后溜、成組自動伸收護幫板、成組自動伸收伸縮梁、成組自動放頂煤。（6）通過電液控改造減少液壓管路數量投入，減小液壓元件損耗。

6 結束語

通過9206工作面采用電液控的改革實踐，實現快速、自動、成組移架放煤等技術難題，取得了明顯的技術經濟效益。

參考文獻

[1]韓素媛.綜采工作面液壓支架電液控制系統的設計[J].科學情報開發與經濟，2007，1.

[2]劉培云.電液控制系統在液壓支架中的應用[J].礦業快報，2005，2.

作者簡介：陳振成（1979-），男，山東夏津人，助理工程師，2010年畢業于山東科技大學采礦工程專業，現在冀中能源股份有限公司東龐礦綜放隊負責采煤技術管理工作。