综采液压支架电液控制技术探析

赵士超（兖矿集团综机管理中心鲍店安撤队,山东　邹城　273500）

综采液压支架电液控制技术探析

赵士超
（兖矿集团综机管理中心鲍店安撤队,山东邹城273500）

摘要：当前液压支架已经成为煤矿开采重大装备，并实现了采煤工艺机械化生产的根本性转变。液压支架电液控制系统融合了计算机、检测技术、控制技术和液压技术等内容，具有很高的技术性，是煤矿井下作业的一项综合一体化的新控制技术。本文主要分析了液压支架电液控制系统的原理和优势，介绍了液压支架电液控制系统的重要技术，并通过电液控制系统的应用效果阐述，为我国电液控制系统的发展提供一点借鉴和思考。

关键词：综采工作面；液压支架；电液控制

0　引言

液压支架是煤矿机械化开采的主要设备之一，液压支架通过与围岩相互作用，控制工作面作业区顶板岩层，为工作面提供安全作业空间，它的适应性和可靠性是决定综采成败的关键。因此液压支架的发展成为煤矿机械化开采技术发展的各个阶段的突出标志。液压支架控制技术是液压支架的核心技术之一，液压支架控制系统的主要控制功能要求实现快速降架、移架、初撑和推移工作面设备，以适应顶板来压和压力释放，保证工作面人员和设备安全。随着科学技术的发展，采用电液控制技术极大地改善了支架对顶板的支护效果，同时配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面全自动化控制。

1　液压支架电液控制系统的原理和优势

（1）液压支架电液控制系统的原理。液压支架电液控制系统的组成部分是传感器、控制器、驱动器与计算机网络、电磁先导阀和主阀、推移千斤顶、立柱、液压支架等等。液压支架控制器先往一系列的电磁先导阀发出电信号，然后先导阀驱动主阀动作系统当中装有位移、倾角、压力的三种传感器，进而对支架的运行状态参数进行反馈，控制器是处理与加工反馈的数据信息，进而指示接下来的动作。

（2）液压支架电液控制系统的优势。液压支架电液控制系统的作用是使支架动作的远程以及自动化控制实现，从而实现生产的便捷、安全、高效。其优势是：在高效高产的功率较大的工作面影响之下，自动循环控制使移架的速度提升，以及使人工的操作减少，机采的速度大大地提升，且使工人的劳动强度显著地减轻。系统对顶板进行实时性的支护与擦顶移架，并且实现了初撑力自保，从而使顶板的安全性大大地提升。为了使生产作业的自动化管理实现，针对其它的综采装置和支架而言，系统有着在线控制与监测的能力，且能够结合综采工作面实际情况和支架构造，对类别不同的控制方式进行设计，从而使矿井管理的智能化实现。

2　液压支架电液控制系统的重要技术

（1）电液控制阀的有关技术。电液控制阀是液压支架电液控制系统的中心，其代替了传统意义上液压系统控制操作阀，通过电控元器件的优质特性可以确保实现系统的功能。例如，德国MARCO公司生产的阀组，整体插装构造是其主控阀组所应用的，其组成部分是主阀体、二位三通阀芯组件、同液安全阀、电磁线圈驱动器、电液先导阀等。然而，在实践应用的过程中，电液控制阀的质量面临着相应的缺陷，这不利于系统稳定性的提升。首先，一部分系统当中的电磁先导阀被电磁铁所取代，进而导致系统存在电液匹配的问题。这是由于应用电磁铁开启电磁阀并非跟电磁先导阀那样，只是应用比较小的电压与电流，而是要求非常大的电量，为此，在电磁铁衔铁行程比较长的现状之下，电磁力的可靠性一般会受到相应的制约。其次，因为油液的压力严重地制约着系统的动态性能，所以移架过程中油源缺少压力或者是油液面临泄露等的情况下，往往会制约系统响应的速度，要么会使系统的应用年限缩短。除此之外，下压顶板过程中阀芯开启压力不可靠、摩擦死区、负载惯性等非线性要素也会对系统的动态性能产生制约作用。为此，务必在设计以及应用系统的时候克服与排除这一系列的要素。

（2）研发主控计算机的技术。电液控制系统的核心控制部分是井下主控计算机，其借助网络联系每一个支架控制器。跟工作面进行比较，井下主控计算机作为支架控制器的上一级控制机，其关键作用是：能够对井下工作面采煤机、运输机、支架等各种装置的运行现状进行查看与监控。对工作面支架控制器传输过来的数据进行汇集和存入，能够将这一系列的信息显示在屏幕上，且可以对输入控制参数进行设置，发出命令对工作面支架进行控制，以及对支架的动作紧急停止。跟支架控制器进行配合，以实现一系列支架之间的协调配合关联动作、自动化地控制支架、稳定的安全保障、便于操作支架。跟井下主控计算机进行比较，地面主控计算机这种控制机尤为高级，能够跟井下主控计算机互相传输数据信息，在地面能够对工作面支架的实际情况进行监视、实现信息资料的存储、控制支架。主控制器能够对控制参数进行输入与设置，且将控制命令发出、检测采煤机的位置，以及实现立足于采煤机运行位置的支架自控，还能够对工作面区域里面的其它测控任务进行承担。

3　电液控制系统的应用效果

（1）确保了安全生产。在井下采掘的过程中，维护顶板非常关键。电液控制系统的作用是控制和监测，可以控制和监测顶板的实际运行现状，这让操作者能够跟工作面相远离实施远程操控，确保了工作者的安全性，也使自动采掘薄煤层的问题解决。应用电液系统使井下无人运行的目标实现，这属于我国煤矿自动化生产的新时期。

（2）提升了生产效益。电液控制系统在井下的应用，可以使人员辅助性操控的时间大大地减少，且有着非常快的处理速度，借助计算机对工作流程科学地组织，实现最大化的机械装置能力。电液控制系统还能够对支架实施编组，且能够一起操作多个支架，这使煤矿生产效率大大地提升。

4　结论

总起来说，液压支架电液控制系统对煤矿开采具有重要意义，能够提高对各生产设备的控制效率，在提高开采效率的同时降低生产成本，可以促进煤矿开采企业的持续发展。目前我国此系统在煤矿开采中的应用还存在一定阻碍，这就需要我们不断进行研究，争取能够进一步促进我国煤矿行业的发展。

参考文献：

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[2]张良.液压支架电液控制系统的应用现状及发展趋势[J].煤炭科学技术,2003,31(02).

[3]李首滨.国产液压支架电液控制系统技术现状[J].煤炭科学技术，2010,38(01).

[4]陈威，张伟，房凤浩等.综采工作面液压支架计算机分布式电液控制系统设计[J].微机计算机信息,2005(02).

作者简介：赵士超（1986-），男，山东邹城人，助理工程师。