煤矿采煤工作面中的电液控液压支架和电液控制系统

谢阿敏

福建煤电股份有限公司



煤矿采煤工作面中的电液控液压支架和电液控制系统

谢阿敏

福建煤电股份有限公司

摘 要：随着科技的发展，计算机技术与自动化技术在煤矿采煤中广泛应用，不仅提升了工作效率，还提升了采煤安全性。电液控液压支架电液控制系统是一种集电子技术、计算机技术、液压控制技术为一体的高科技产品，在当代的煤矿采煤工作中应用很广。文章对电液控液压支架和电液控制系统的工作原理、功能、应用效果进行探讨。

关键词：煤矿采煤；电液支架；电液控制系统

科学技术是第一生产力，将先进科技应用到生产实践中，创新生产技术，对于企业发展有很大的促进作用。液压支架电液控制系统是煤矿采煤中的重要设备，实现了煤矿井下采煤工作从机械化控制到自动化控制的转变，与传统的手动控制系统相比，不仅提升了工作效率，也改善了工作环境，提升工作安全性［1］。煤矿采煤工作面电液控液压支架电液控制系统是微电子技术﹑自动控制技术与计算机技术的结合，主要由以下几部分构成：红外线接收器﹑控制器﹑压力传感器﹑电液换向阀组﹑压力传感器﹑电磁阀驱动器﹑井下主机﹑隔离耦合器。电液控制系统集自动控制与实时监测为一体，能够满足当前煤矿井下工作面的生产与管理需求，具有很好的实践应用效果。

1 电液支架控制系统的原理

1.1双向邻架控制系统

在煤矿综采工作面，工作人员都是通过架空箱实现对支架的控制。在实际操作中，工作人员首先要选择合适的邻架控制方式，然后发出电信号（也就是控制命令），邻架上的电磁铁根据电信号指令动作，将电信号转变成液压信号，使主控阀开启，实现对支架液压缸的供液操作，实现邻架的相应动作。随后，传感器（包括压力传感器与位移传感器）将支架的工作状态反馈给架空箱，架空箱根据反馈信号发挥下一步指令。

1.2双向成组控制系统

对工作面的中支架进行分组，工作人员通过架空箱对首架发出指令，邻架根据指令，按照设置好的程序完成动作，并将对下一支架发出指令信号，下一架就继续按照指令动作，依次进行下去，完整了对所有支架的自动控制［2］。

1.3全工作面的自动控制系统

一个完善的电液控制系统都配置有红外线装置与主控制台，能够实现支架与采煤机联动的全工作面控制。工作原理为：通过网络技术将主控制台与架空箱连接起来，采煤机中的红外发射器发出位置信号，支架上的红外接收装置接收到信号以后将其反馈给主控制台，主控制台就根据信号发出动作指令，支架根据制动发生动作。

2 电压控制系统的功能

2.1单个支架的手动控制

如果需要对某一个支架进行单独操作，可以选择与此支架相邻的单架完成手动操作。

2.2单个支架的自动顺序联动

控制器具有对某个支架的自动顺序（降柱-移架-升柱）控制功能。但是每个单独动作的进程以及与其他动作之间的衔接，必须提前设置好参数，或者利用传感器传回的实时数据作为依据。

2.3组成自动控制系统

系统能够组成自动控制功能，能够完成对工作夹升降﹑推拉﹑移动等作用的自动控制。由于单独一个支架完成“升-移-降”动作的实践在10s以内，4架一个循环的推进时间不超过10s。因此系统可以把任何一个支架作为操作架，并与此支架相邻的的一些支架（向左方向或者向右方向）作为一组，完成联动。

2.4根据采煤机的位置实现跟机控制

应用红外线装置对采煤机进行定位，并发出指令信号，完成自动跟机运行。此过程包含以下动作：降柱﹑抬底﹑移架﹑升柱﹑调平衡﹑护帮板﹑推溜。

2.5自动补压功能

此功能主要是为了应对支柱在工作中可能出现的卸载问题。在支柱支撑中，由于一些突发原因导致压力降落到设定值的时候，系统会自动完成升柱操作，将压力补充上去。此动作能够连续﹑多次执行，从而确保支护质量。

2.6闭锁功能、紧急停止功能

在支架的控制器上有一个闭锁键，通过此键可以将某一个支架闭锁，利用相关软件还可以实现对此支架邻架的闭锁。支架控制器上还有一个急停键，当工作面发生安全隐患时，可以通过此键停止工作面中的所有支架。

2.7信息功能

控制器系统的信息功能主要体现在以下几个方面：支架发生动作时会有警示圣光信息，支架整个工况的运行信息，系统控制过程的状态信息，系统出现故障时的提示信息，相关参数的设置信息，在线诊断信心。

2.8数据传输

通过数据传输系统将支架本身的信息传输到地面，并且显示在井上与矿井自动化系统相连的计算机中，从而实现煤矿采煤的远程控制与实时监控［3］。

3 综采液压支架电液控制系统的应用效果

3.1提升工作效率

电液控制系统是一种自动化控制系统，其反应速度远远高于传统的人工控制系统，节省工作时间。还可以利用计算机技术模拟工况，从而制定最适合的施工计划，最大限度发挥机械设备的能力，提升设备的利用率。此外，通过对支架的编组，可以同时控制多个支架工作，提升生产效率。

3.2改善工作环境

由于自动化控制技术的应用，工作人员在地面发布指令，设备就能够按照设定好的程序完成动作，实现了井下无人工作面，改善了工作人员的工作环境，使工作人员免受到粉尘﹑噪音等影响，也避免了煤矿事故的威胁，提升了采煤工作的安全性。

3.3延长液压支架的使用寿命

液压支架是在自动化控制系统的指示下移动的，带压移架过程变得更加合理，避免了工作面顶板长期﹑频繁撞击液压支架，从而增强了顶板围岩的稳定性，延长了液压支架的使用寿命。

3.4改善工作面顶板支护状况

为加强工作面的顶板支护效果，确保工作面液压支架初撑力的稳定性与带压擦顶移架都是有效的措施。电液控制系统具有实时监控与自动化控制功能，能够很好的解决液压支架初撑力不稳以及带压移架的问题，从而减少顶板事故的发生。

3.5提升采煤技术水平与管理水平

电液控制系统能够与采煤机﹑刮板输送机的控制系统配合，实现了采煤工作面的完全自动化。对于采煤工作而言，这不仅是技术上的变革，由于自动化系统具有实时监测功能，能够实时了解采煤工序的状态，大大提升了管理效率，促进矿井自动化管理的发展。

4结束语

在科学技术高速发展的今天，煤矿设备也向着自动化﹑数字化﹑智能化的方向发展。电液控液压支架电液控制系统是一种先进设备，符合采煤技术发展的要求，也能够能够满足煤矿工作面的需求。煤矿企业要根据自身需求与工作特点，选择合适的设备型号，并加大对员工技术水平的培训，从而全面提升采煤工作效率，提升企业核心竞争力，促进企业的健康发展。

参考文献：

［1］吕志龙.较薄煤层综采工作面电液控制系统软件的设计与实现［D］.电子科技大学， 2014.

［2］杨成，刘玮瑶.液压支架电液控制系统在黄陵一号煤矿无人化综采工作面项目中的应用［J］.价值工程， 2015，（21）:122-124.

［3］田成金，魏文艳，朱小林.基于SAC型液压支架电液控制系统的跟机自动化技术研究［J］.煤矿开采， 2012， （2）:46-50