電液控制系統在煤礦綜采液壓支架的應用

楊 輝

（同煤集團馬道頭煤業有限責任公司，山西大同 037199）

0 引言

煤礦綜采液壓支架電液控制系統作為一項先進的技術不僅受到越來越多的重視，而且該技術在煤炭開采過程中已經得到合理利用。近些年，隨著煤礦開采難度的加大，以及國家對安全生產問題的重視程度的加深，液壓支架電液控制系統已經大面積占據了國內的高端支架市場，并有向中低端市場發展的趨勢。通過與自動化技術的結合，液壓支架電液控制系統不僅能夠對生產過程進行全程監控，從而保障系統能夠安全進行，而且可以對各項生產數據進行分析，有利于工作人員及時發現事故隱患，為安全生產奠定良好的基礎[1]。目前，煤礦綜采液壓支架電液控制系統已在國內外廣泛使用，并取得了良好的效果。

1 概述

1.1 液壓支架電液控制系統的基本組成

如圖1，液壓支架電液控制系統主要是由計算機系統、網絡傳輸系統、傳感系統、控制系統等器件組成，其中，能夠控制支架運行的元件是該系統的核心部分。計算機系統主要是對整個系統的運行發出指令，并進行相關命令的操作；網絡傳輸系統依靠網絡能夠及時對井下的生產、運行狀況進行傳輸；[2]傳感系統主要有壓力、距離、角度、紅外傳感系統組成，傳感系統的有效運行能夠使整個開采過程處理技術人員事先設計的開采路線，對煤礦的正常生產具有重要意義。在煤礦開采過程中，液壓支架電液控制系統具有自動化程度較高、操作簡單、系統運行安全的優勢。該系統的工作原理是：系統中的所有支架依靠網絡系統，從而對各項命令進行有效操作，從而實現對系統的合理應用；除此之外，支架可以借助傳感系統對支架的運行過程進行有效定位，從而有利于系統更好的實現自動化控制。液壓支架電液控制系統通過借助網絡變換器，不僅能夠有效監控各項數據，而且能夠通過網絡傳輸系統，把這些數據及時傳輸到計算機系統，從而實現對整個系統的監控，進而能夠對各項數據進行及時的收集、檢測、分析。

圖1 液壓支架電液控制系統的基本組成

1.2 液壓支架電液控制系統的基本特點

液壓支架電液控制系統在煤礦開采過程中的合理利用，不僅能使生產過程更加安全，而且能夠在減輕工人工作量的同時提高工作效率。該系統具體具有以下幾方面的特點。（1）液壓支架電液控制系統自動化程度較高。液壓支架電液控制系統中，最為核心的是計算機系統，該系統不僅能夠對井下的機器、設備的運行進行實時監控，而且可以通過網絡傳輸器把相關數據傳輸到地面，從而有利于技術人員及時分析相關數據，進而可以根據實際生產狀況對下一步工作進行指導[3]。（2）數據處理能力較強。由于該系統的自動化程度較高，所采用的系統都是高科技的自動化系統，因此具有數據存儲量大、數據處理能力強的優勢[4]。（3）該系統的合理應用能夠有效改善員工作業的劣勢，不僅能夠有效的減輕工人的工作強度，而且可以有效的保障工人的安全性，對我國煤炭資源的開發具有重要意義。

2 煤礦綜采液壓支架電液控制系統的應用與實現

煤礦綜采液壓支架電液控制系統的應用包括了電液控制主機的實現功能和支架控制器的應用，根據支架配備電液控制系統反應出的相關問題，進而實現工作面的自動化，完成了采礦的支架動作，還可以根據現場施工的實際情況合理設計出不同需求的自動化采煤采礦工作流程，以滿足不同工人施工過程中的應用需求。通過對這兩部分的合理利用，實現了該系統的自動化和智能化，提高了實操作過程中的安全性和便捷性，進而實現高產高效的功能[5]。

2.1 電液控制主機功能的實現

煤礦綜采液壓系統最主要的實現部分是電液控主機，該部分主要是通過硬件和軟件配合完成的。目前采煤采礦對于儀器設備的硬件設計需要根據實際操作流程來設計，還要滿足煤礦綜采液壓支架在工作面的實際應用情況，根據CAN總線結構設計出不同的分支控制模塊。該分支控制模塊主要包括液壓系統測探模塊、液壓充液控制模塊、車輛信息采集模塊和發動機控制模塊，這種設計模式對提高煤礦綜采液的工作效率有很大的幫組和避免了傳統模式工作中的弊端。實際生產過程中還可以對每個模塊設置一臺控制機對施工工程實行監管和反饋，進而最大化的實現了該系統的利用率，為了使該系統高效安全的運行，每個分支系統模塊還需要與CAN總線的串聯通信接口正確連接，從而設計出一套科學高效的電液控制系統。當在特殊操作工程中出現的故障問題，該系統也能實現對液壓支架電液控制系統故障和傳感器故障的在線診斷，并將故障數據傳回工作臺，以便工作人員及時的對故障和錯誤信息進行處理，實現整個系統的正常運轉。

2.2 支架控制器功能的應用

工作面的操作是通過電液控支架控制器來完成的，該控制器在煤礦綜采中的工作原理是利用支架組成、本架和鄰架的就地控制作用，對設備進行固定操作，最大化的實現了該系統液壓支架設備的利用率，并通過鄰架的單動作功能和組合動作功能，對設備的操作過程實現了連續不間斷性。工作人員在工作面對系統設備數據進行設定使控制器完成工作，增加了實際生產效率，實現人機一體化，從而提高了工作效率和安全系數。合理有效的利用該控制系統可以減少成本損失和避免故障的發生，實現了整個系統的正常運作[6]。

3 煤礦綜采液壓支架電液控制系統未來發展趨勢

目前，我國對液壓支架控制系統進行了全面的研究，經過十幾年的發展，已經在煤礦開采過程中普遍引進了該生產系統，合理高效的利用該系統不僅能夠最大化的提高采收率，還能減少勞動成本，而且該系統還可以對生產數據進行保存和處理，以便工人隨時掌握現場生產過程產生的問題，并對現場運行情況進行及時調整和處理，達到系統的高效利用。未來在繼續保持該控制系統操作智能化優勢的同時，還應該縱向的對該系統進行開發研究，利用先進的科學技術手段，把該系統向更高端的方向發展，對系統進行遠程控制，實現全面的無人化操作，從而使我國的液壓支架控制系統在世界占有一席之地。

4 總結

通過上述分析可以看出，電液控制系統在煤礦綜采液壓支架系統已得到廣泛的應用，同時利用該系統能夠全面的提升工作效率和安全性能。隨著科學技術的進步和發展，該系統的應用功能還能夠在很大程度上進行提高，從而對我國的煤礦能源開采提供有效的幫助。電液控制系統作為煤礦綜采工作中最主要的控制系統，高效率低成本也是目前重點研究的方向。因此，研究電液控制系統不僅對提升煤礦的生產能力有實際作用，還給現場生產操作起到了非常大的作用，對我國煤礦生產效率的提高和煤礦企業的發展具有十分重要的意義。

［1］解文強.淺析煤礦液壓支架電液控制系統［J］.商品與質量，2016，8（45）：145-146.

［2］賈麗偉.淺談煤礦液壓支架電液控制系統［J］.山東煤炭科技，2016（8）：147-148.

［3］杜萬飛.煤礦液壓支架電液控制系統及其應用分析［J］.中國新技術新產品，2015（19）：35-36.

［4］楊成，劉瑋瑤.液壓支架電液控制系統在黃陵一號煤礦無人化綜采工作面項目中的應用［J］.價值工程，2015（21）：12-16.

［5］戰秋英.綜采液壓支架電液控制系統設計與研究［J］.淮南職業技術學院學報，2013（01）：123-125.

［6］尚言明，等.煤礦井下液壓支架電液控制系統專利技術綜述［J］.礦山機械，2015（11）：151-152.