电液控制系统在煤矿综采液压支架的应用

电液控制系统在煤矿综采液压支架的应用

沈志成

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司  河北，唐山  063100

摘要：作为一种新型的液压支架控制方式的电液控制系统而言，其是转变传统的人工控制方式为计算机电子控制方式，不但可以确保液压支架不间断地自动进行基础性的动作，而且还可以成组移动支架，可以使推移液压支架的速度明显提高，进而优化其它采运设备和支架的联动性，最终实现回采工作自动化能力的提升。为此，本文分析了综采工作面液压支架电液控制系统组成以及应用。

关键词：电液控制系统；煤矿综采液压支架；应用

0 引言

煤矿综采液压支架电液控制系统作为一项先进的技术不仅受到越来越多的重视，而且该技术在煤炭开采过程中已经得到合理利用。近些年，随着煤矿开采难度的加大，以及国家对安全生产问题的重视程度的加深，液压支架电液控制系统已经大面积占据了国内的高端支架市场，并有向中低端市场发展的趋势。通过与自动化技术的结合，液压支架电液控制系统不仅能够对生产过程进行全程监控，从而保障系统能够安全进行，而且可以对各项生产数据进行分析，有利于工作人员及时发现事故隐患，为安全生产奠定良好的基础[1]。目前，煤矿综采液压支架电液控制系统已在国内外广泛使用，并取得了良好的效果。

1 煤矿液压支架电液控制系统

1.1液压支架电液控制系统结构

在煤矿企业的机械化发展下，煤矿液压支架的电液控制系统是企业开采智能化发展的重要技术之一，其主要涉及到液压支架部分、控制部分和网络管理部分。在液压支架构成上，需要由一系列的支架控制单元件构成，其核心在于借助传感器进行检测，通过液压控制阀与电磁先导阀组成，实现后续控制的命令执行。在控制部分上，主要借助液压控住阀构成系统的控制部分，其实际的应用具备操作简易操作性，并且在自动化控制上，能够安全可靠，实现支架群的配合协调。在网络管理上，所有支架控制器通过总线技术构成一个通信网络系统，各项任务的管理与实时调度通过内嵌操作系统来完成，利用检测装置定位采煤机，使工作面支架及时跟随，实现自动化控制。工作面支架电液控制系统的网络管理是由网络变换器来实现的，它既可以管理工作面数据，又可以将工作面数据经由数据转换器传入主控计算机进行系统的集中监测监控，主控计算机再通过井下交换机将电液控制系统数据传入地面计算机，从而完成对对井下数据的监测、分析和网络发布。

1.2液压支架电液控制系统的基本特点

液压支架电液控制系统的核心组成部分就是计算机，其具有良好的数据处理能力，能够同时对大量的数据进行系统全面地分析处理。传感器将收集到的井下采煤机、输送机以及液压支架等设备运转情况的数据集中汇总于计算机之中，经过计算机的初步处理之后，再将井下的各种数据实时地显示于显示器的屏幕之上，让工作人员对井下实际的生产状况有一个全面的掌握。工作人员根据井下的生产状况对有关生产参数进行科学合理地调整，再借助远程操作系统对液压支架进行有效控制。在操作液压支架电液控制系统的过程中，要严格按照操作要求进行各项操作，并做好支架立柱密封圈的定期检查工作，确保其能够为液压支架提供良好的密封，避免渗漏问题的发生，为采煤生产的顺利进行提供可靠的保障。通过计算机的有效运用，能够提高对整个系统的控制能力，大大降低工作人员的劳动强度，有效提高煤炭资源的开采效率。

2 煤矿综采中液压支架电液控制系统的具体应用

2.1选用适宜的设备与工作参数值

通常情况下，各种液压支架电液控制系统所适宜的工作场所有所不同，例如在压力敏感性方面，井下煤矿与露天煤矿存在差别，并且在开采煤矿时，也需要科学设置设备工作参数值，从而确保提高控制效果。液压支架有很多类别，根据煤层倾角，通常划分为大倾角液压支架以及一般液压支架；根据煤层现状，可以划分为大采高支架、中厚煤层支架、薄煤层支架；根据采煤方式，可以划分为一次采全高支架和放顶煤支架。此外，在持续进步的技术影响下，还存在新的超静定液压支架等。在开采煤矿时，如果开采煤层的方向是锐角，那么可以应用一般液压支架，如果开采煤层的方向是钝角，那么可以应用大倾角液压支架。在工作参数上，因为相同矿井的实际工作状态也存在差别，需要结合实际现状调整参数，例如在开采薄煤层上，液压压力需要比开采中厚煤层的小，应结合模拟实验和长期观察确定实际参数值。对于煤层上部构造而言，各种构造对开采效率的影响也有所不同，如果其构造是砂石，那么在进行割煤时应调节压力为较小水平，防止塌方现象的形成；如果顶层构造属于石质构造，那么液压压力需要调整至砂石构造的至少两倍。工作者在完全掌控采矿区域的条件下，结合模拟实验确定适宜的参数值，且在系统的智能模块中设置各种组合方式，并在实际应用过程中结合一系列变化加以调整。

2.2自动化控制的应用

液压支架电液控制系统的明显特点在于自动化控制，在开采煤矿时，设备碰到复杂多变的状况，凭借人工实施控制有一定的滞后性，难以精确控制调整的程度，但是在自动化控制方式下可以很好地处理上述情况。具体而言，可以应用该系统的智能模块实现自动化控制，涵盖行程传感设备、压力控制设备、传感设备等，各设备单独运行，并且互相保持相应的联系性。例如在设计压力控制时，在设备中加装一个压力感应器且将其连接到控制中枢。在运行过程中，基于各种运行状况设备的压力形成改变，如此的改变一般处在一个安全范围之内，此范围的极值是启动初始值与最大压力安全值。感应器一个周期的时间是0.2 s，实时感应压力，如果压力值在初始值以下或最大压力值以上，感应器能够向智能中枢迅速地体现这种状态，智能中枢可以发出警报和实施调节。在进行调节之后，恢复压力控制为正常值，从而防止毁坏受其制约的综采设备构件。现代化工业的发展方向是自动化控制，煤矿开采中的智能化控制显得非常关键，除以上分析的压力控制之外，它还能自动化控制和处理泄漏瓦斯和顶层松动的现象，从而使煤矿开采的安全性与效率显著提高。

2.3监测矿压与预警瓦斯突出的应用

（1）合理有效的观察和研究矿山压力的特征，主要包含支架运转阻力与顶板压力，能够提升矿井施工效果与安全性。但是使用液压支架电液管控体系中的立柱压力传感设备，能够收集到有关的压力数据，同时研发顶板事故警示与矿压监管的贡献，针对支架压力之前的信息展开存储与研究。进而良好的预估和监管顶板的承压情况，同时依据支架的状态与现阶段的撑力警示，增强矿压作用下支架的稳固性能。（2）瓦斯涌出警示。依据电液控制体系中查看瓦斯含量的功能，进而进行瓦斯涌出警示。电液管控体系可以针对工作面的数据展开测量，依据装置内部相关传感设备针对瓦斯涌出有关参数开展监管，譬如电磁辐射、制定频率波动、瓦斯涌出数量以及矿层温度等，溶蚀依据瓦斯涌出警示相关知识和参数变动状况，可以良好的对瓦斯涌出现象做出警示，从而防止由于瓦斯涌出危害而出现较为严重的安全问题。

3 总结

综采工作面液压支架电液控制系统现阶段是煤矿综采工作面实现高产高效的重要手段，在矿业中的应用也日趋广泛，本文在分析电液控制系统原理的基础上，以山西某矿21201工作面为例对该综采工作面主要配套设备、电液控制系统组成以及电液控制系统在实践中应用的优势进行了分析，以期更好的促进液压支架电液控制系统在综采工作面的应用。

参考文献

[1]闫明.基于无线通信和CAN总线的液压支架电液控制系统研究[D].太原：太原理工大学，2018.

[2]宁宇.综采工作面液压支架电液控制系统设计[J].煤炭科学技术，2019，37（1）：1-3.

[3]梁璐超.液压支架电液控制系统在煤矿采煤工作面中的应用[J].自动化应用，2019（01）：41-42.

[4]高晋，田慕琴，许春雨.液压支架电液控制系统总线通信故障检测研究[J].煤矿机械，2019（8）：173-176.