有关国内外液压支架电控技术的发展现状及趋势

沈阳三一重型装备有限公司 邢 礁 曹桂丰

有关国内外液压支架电控技术的发展现状及趋势

沈阳三一重型装备有限公司 邢 礁 曹桂丰

支护问题一直是困扰煤矿安全生产、产量和效率的重要问题。液压支架电液控制系统的出现和发展，从根本上改变了井下工作条件，并为煤炭的高效高产迅速提高奠定了基础。液压支架电液控制系统是目前液压支架最先进的控制方式，是综合运用计算机、通信网络、传感、机械、电子、控制等技术于一身的一项高技术产品。

液压支架 电控技术 发展

一、国外液压支架电控技术的发展及现状

国外在20世纪70年代开始开发研制液压支架用的电控系统，80年代进人实质性应用阶段。90年代液压支架电液控制技术已经成熟，工作性能和可靠性已能满足使用要求。

目前综采液压支架电液控制系统已经达到如下控制功能：在井下开采工作面实行自动控制，通过在支架上安装的电液控制器、压力传感器、行程传感器、电液控制阀，实现液压支架的自动移架、自动推移输送机、自动放煤、自动喷雾等成组或单架控制，也可以实现对支架的单个功能进行控制。美国、德国、波兰等国家的液压支架电控技术走在世界前列，其液压支架电液控制系统配置有故障诊断预警装置，可实现液压支架与采煤机、刮板输送机联动和远程控制。

液压支架电液控制系统已成为先进产煤国家综采工作面液压支架的标准控制装备，在美国、澳大利亚、德国等国家已经普遍应用。此外，中国、斯洛文尼亚、南非、俄罗斯、波兰、墨西哥、加拿大等国家也已大量使用。当前国际上主流的液压支架电液控制器主要有：德国DBT公司的PM4型控制器、德国MAR-CO公司的PM31和PM32型控制器和美国JOY公司的RS20型3种控制器，这3种控制器占总数的90%以上，此外还有德国EEP公司的PRll6型控制器和蒂芬巴赫的ASGS型控制器等。德国采矿技术有限公司（DBT）是1995年末，由当时的3个德国公司合并组成的。DBT公司是全球成套井下采矿设备供货商，主要提供从液压支架、电液控制系统、输送机、刨煤机、采煤机到破碎机、辅助运输系统的成套设备和解决方案。

二、国内液压支架电控技术的发展现状

90年代末，煤炭科学研究总院天地科技股份有限公司与德国玛坷公司合资成立了天地玛坷电液控制系统公司，成为国内从事煤矿液压支架电液控制系统研究和开发的专业性公司。其技术与产品在中国得到了应用。2005年液压支架电控系统的最大用户神华集团与航天科技集团合作开发支架电液控制系统。航天科技经过不到2年的时间研制出了控制器，已经做出了控制系统的样机，已达到设计标准，但目前还没有产品化。2007年针对电液控制系统，我国出现了多个研发团队研制液压支架电液控制系统。2008年l月平顶山煤矿机械有限责任公司和中国矿业大学联合研制的液压支架计算机电液控制系统试验成功，据该公司称2008年上半年即可转入批量生产。

我国液压支架电液控制系统研制已经历了多年时间，但目前国产的液压支架电液控制系统还没有在井下推广使用，许多综采工作面所用电液控制系统液压支架依然需要进口。我国研制的支架电液控制系统结合了中国煤矿开采的具体情况，控制器的菜单完全中文化，并且采用了多行形式，更加便于操作。在控制上还处于单架和成组程控的初级阶段。系统中主控制台技术还不是很成熟，支架与采煤机联动的全工作面自动控制系统还在研制阶段。但随着我国科技水平的不断提高，液压支架电液控制技术会逐渐趋于成熟并推广使用。

我国液压支架电液控制系统发展缓慢的原因主要是控制器原件的可靠性、电路板的制作工艺较国外存在较大差距；加工水平低，批量生产时产品达不到样机水平，系统整体工作受到严重影响；研发团队和资金分散，大量从事低水平重复性工作。

德国、美国、波兰等国家的液压支架电液控制技术已经相当成熟，我国无论从理论上还是从当前技术水准上来说，开发电液控制系统是完全可行的。从我国研发电液控制系统的历程来看，几家科研单位研发的控制系统在地面试验可以正常工作，在井下试验却不正常，主要原因是煤矿井下环境恶劣，粉尘大，干扰信号强，国产控制器的抗干扰能力差，可靠性不够高。此外，国产的电液控制阀在性能上与国外相比也存在较大差距，主要表现在使用寿命、可靠性和制造精度上。目前，我国科研单位攻关重点就是支架控制器的可靠性和电液阀的性能，只要能得以改善，国产液压支架电液控制系统的工业化实现将为期不远。

三、对研发液压支架电液控制系统的建议

针对电磁兼容技术，作深入的分析研究，提高系统的可靠性。以国外现有的成熟产品为借鉴，分析其功能特点，进行消化吸收，以加快研发进度。支架电液控制系统的实现是一个复杂的系统工程，不仅需要对控制系统的性能、操作、使用要求有很好的把握，而且需要大量的人力物力加以配合。为此，可采取如校企联合等方式，集中优势力量，各发挥所长。关注科学动态，采用先进的技术和器件，避免走弯路，做重复性低水平工作。在研发工作取得阶段性进展时，如可完成基本控制功能等，需优化与完善系统的性能。

四、液压支架电液控制系统的发展趋势

液压支架电液控制器主要发展趋势是：操作软件向智能化方向发展；井下计算机和地面计算机形成网络，通过总线传输数据，进行远程控制，实现工作面无人操作或少人操作；控制器和先导阀功耗将向更低方向发展，井下的电源将大量减少，使系统整体结构简单化。预计在未来的2～5年，国产控制器将开始逐步取代进口控制器，同时国产支架电液控制系统将在国内煤矿企业获得应用，使生产效率大幅度提高，自动化生产的水平将会上一个新的台阶。

五、结语

长期以来我国液压支架控制器大多依赖进口，而且控制器供应被国际大公司垄断，其价格也居高不下。国产液压支架电液控制系统的研制成功将会打破国外垄断的局面，具有显著的社会效益和经济效益。同时，国产控制系统结合了中国煤矿的实际情况，更符合中国煤矿的实际需要，将会有广阔的市场前景。

[1]王国法，朱军，张良.液压支架电液控制系统的分析和展望「J].煤矿开采，2000(2)

[2]陈威，张伟，房风浩，等.综采工作面液压支架计算机分布式电液控制系统设计[J].微机算机信息，2005(2)