郭立華

摘要:液壓支架電液控制系統(tǒng)是目前液壓支架最先進(jìn)的控制方式,是集機(jī)械、液壓、電子、計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)于一身,技術(shù)含量高、難度大,應(yīng)用于煤礦井下的一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品。液壓支架電液控制系統(tǒng)不但可以自動(dòng)控制液壓支架的動(dòng)作,而且可以實(shí)現(xiàn)鄰架或遠(yuǎn)程控制液壓支架,此外還可以對工作面液壓支架進(jìn)行監(jiān)控,使液壓支架與其他采煤設(shè)備相配合,實(shí)現(xiàn)高效采煤。

關(guān)鍵詞:綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)

0 引言

液壓支架的使用是煤礦井下采煤由人工勞動(dòng)到機(jī)械化生產(chǎn)的根本性轉(zhuǎn)變。綜合機(jī)械化采煤在煤礦的推廣應(yīng)用,使我國煤礦生產(chǎn)的技術(shù)和生產(chǎn)效率達(dá)到世界先進(jìn)水平。計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,為煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化和高效生產(chǎn)提供了新的出路。電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用使井下采煤實(shí)現(xiàn)了由機(jī)械化向自動(dòng)化的變革,是煤礦21世紀(jì)的高新技術(shù)。電液控制系統(tǒng)集監(jiān)測與控制于一體,可實(shí)現(xiàn)在地面、在順槽對工作面設(shè)備的運(yùn)作與工況的自動(dòng)控制與監(jiān)測,使煤礦井下工作面的生產(chǎn)和管理產(chǎn)生根本性的變化。

1 電液控制系統(tǒng)的發(fā)展概況

自電液控制系統(tǒng)20世紀(jì)80年代問世以來,受到各國煤礦的關(guān)注。目前,德國多數(shù)綜采工作面已經(jīng)使用了電液控制系統(tǒng)。在美國、英國、澳大利亞、波蘭也得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)90年代末期在我國神華集團(tuán)大柳塔礦采用第1套德國DBT生產(chǎn)的電液控制系統(tǒng)以來,先后有5套系統(tǒng)在我國投入使用。由煤炭科學(xué)研究總院(天地科技股份有限公司)與德國瑪珂系統(tǒng)分析與開發(fā)公司共同提供的第1套綜采放頂煤液壓支架電液控制系統(tǒng),代表了當(dāng)前電液控制系統(tǒng)發(fā)展的最新水平。該系統(tǒng)在兗州興隆莊煤礦井下正式運(yùn)行,成為我國及世界綜采放頂煤第1套利用電液控制系統(tǒng)的工作面。

多年來困擾綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)在中國推廣使用的一個(gè)主要問題就是價(jià)格問題。為進(jìn)一步降低成本,煤炭科學(xué)研究總院(天地科技股份有限公司)與德國瑪珂系統(tǒng)分析與開發(fā)有限公司在北京成立了合資經(jīng)營公司,即天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司。該公司采用德國瑪珂公司電液控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),大部分元件在中國生產(chǎn),由德中雙方技術(shù)人員提供高質(zhì)量的技術(shù)服務(wù)。天地科技股份有限公司是煤炭科學(xué)研究總院轉(zhuǎn)制的專業(yè)從事煤炭科技開發(fā)與裝備生產(chǎn)的大型科技企業(yè)。具有幾十年從事煤炭科技開發(fā)和裝備生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。具有一批高水平的專家和技術(shù)隊(duì)伍。德國瑪珂系統(tǒng)分析與開發(fā)公司是專業(yè)從事液壓支架電液控制系統(tǒng)開發(fā)和裝備生產(chǎn)的公司。20多年來該公司開發(fā)的系統(tǒng)在德國煤礦的市場占有率達(dá)70%以上,同時(shí)遠(yuǎn)銷美國、英國、波蘭、俄羅斯等國家。兩家合資開發(fā)適用于中國市場的液壓支架電液控制系統(tǒng),將大幅度降低產(chǎn)品價(jià)格,提高服務(wù)質(zhì)量,保證產(chǎn)品備件的供貨。天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司的成立充分體現(xiàn)了中德雙方技術(shù)的優(yōu)勢組合,對加速我國煤礦自動(dòng)化水平的提高將起到重要作用。

2 電液控制系統(tǒng)控制功能

電液控制系統(tǒng)技術(shù)的核心是,通過電液閥將過去人工控制操作變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)程序控制的電子信號操作。液壓支架不同位置的傳感器將工作環(huán)境和不同狀態(tài)的信號傳輸給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)將根據(jù)不同的工作狀態(tài)和工藝的要求,對電液閥發(fā)出控制信號,達(dá)到對工作面設(shè)備進(jìn)行控制的目的。目前綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到在工作面實(shí)行自動(dòng)控制、在工作面順槽進(jìn)行控制及在地面實(shí)現(xiàn)對工作面設(shè)備的控制等三種控制功能。

2.1 在工作面實(shí)行自動(dòng)控制 通過在支架上安裝的PM31控制器、壓力傳感器、行程傳感器、電液控制閥,實(shí)現(xiàn)液壓支架的自動(dòng)移架、自動(dòng)推溜、自動(dòng)放煤、自動(dòng)噴霧等成組或單架控制。也可以實(shí)現(xiàn)對支架的單個(gè)功能進(jìn)行控制。

2.2 在工作面順槽進(jìn)行控制 在井下工作面順槽的主控計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對工作面工作狀況進(jìn)行監(jiān)測和控制。根據(jù)工藝的需要,可實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)控制或與其它設(shè)備的聯(lián)合控制。

2.3 在地面實(shí)現(xiàn)對工作面設(shè)備的控制 地面監(jiān)控主機(jī)通過光纖或MODEM與井下中心控制主機(jī)通信,實(shí)現(xiàn)在地面對工作面設(shè)備的控制。

3 綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的使用效果

3.1 大幅度地提高了井下生產(chǎn)效益,改善了井下工人的勞動(dòng)條件 電液控制系統(tǒng)的采用,取消了人工控制過程中的輔助時(shí)間,反應(yīng)速度快,可以通過計(jì)算機(jī)來合理地安排采煤工序,最大限度地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的最大能力。可以對支架進(jìn)行編組運(yùn)行,同時(shí)對多個(gè)支架進(jìn)行操作。因此,可大幅度提高采煤機(jī)械的利用率和生產(chǎn)效率。在薄煤層刨煤機(jī)工作面,電液控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跟機(jī)定量推溜和自動(dòng)移架。在工作面順槽的遠(yuǎn)程控制,使井下無人工作面成為現(xiàn)實(shí),成功地解決了薄煤層自動(dòng)化開采問題,井下工人的勞動(dòng)條件得到根本的改善。

3.2 改善了工作面頂板支護(hù)狀況,有利于生產(chǎn)安全 保證工作面液壓支架的初撐力、帶壓擦頂移架都是效措施。電液控制系統(tǒng)集監(jiān)測與控制于一體,合理地解決了在工作面支護(hù)中,液壓支架初撐力達(dá)不到額定阻力和帶壓移架問題,為改善工作面頂板的維護(hù)提供了有利條件,可減少頂板事故的發(fā)生。同時(shí),由于操作人員可鄰架控制、遠(yuǎn)離工作面控制,故可避免遭受沖擊地壓、粉塵等礦井災(zāi)害的襲擾,保證人員的安全,同時(shí),電液控制系統(tǒng)的使用為實(shí)現(xiàn)井下無人工作面提供了可能性,使我國煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化提高到一個(gè)新的水平,進(jìn)一步保證了人員的安全。

4 結(jié)束語

液壓支架是煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的支護(hù)設(shè)備,是綜采的關(guān)鍵設(shè)備。隨著綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)在中國的推廣應(yīng)用,技術(shù)進(jìn)步給煤礦帶來的經(jīng)濟(jì)效益和深刻變革將逐漸被人們所認(rèn)識。電液控制系統(tǒng)對于煤礦工人來說將不再是陌生的技術(shù),而成為井下生產(chǎn)所必不可少的技術(shù)裝備。隨著近年來電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,采煤技術(shù)設(shè)備的自動(dòng)化也日趨成熟,液壓支架的電液控制也隨之發(fā)展起來。同時(shí),煤礦綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用,為煤礦生產(chǎn)的高效、安全和煤礦工人勞動(dòng)環(huán)境及形象的改變提供了條件。綜采的使用使煤礦實(shí)現(xiàn)了由人工操作向機(jī)械化的變革,而電液控制系統(tǒng)的使用則使井下采煤實(shí)現(xiàn)了由機(jī)械化向自動(dòng)化的變革,是煤礦21世紀(jì)的高新技術(shù),將會給煤礦帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

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[2]張偉,韓基新.液壓支架計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[J].液壓與傳動(dòng).2002.