房興才 薛煥煥 丁治國

摘 要：將綜合機(jī)械化技術(shù)應(yīng)用于我國煤礦產(chǎn)業(yè)，標(biāo)志著我國煤礦業(yè)的新發(fā)展，無論是煤礦生產(chǎn)技術(shù)，還是煤礦生產(chǎn)效率，均上升到了新的臺(tái)階，在世界領(lǐng)域居于先進(jìn)地位。液壓支架成為煤礦開采重大裝備，實(shí)現(xiàn)了采煤工藝機(jī)械化生產(chǎn)的根本性轉(zhuǎn)變。液壓支架電液控制系統(tǒng)融合了計(jì)算機(jī)、檢測技術(shù)、控制技術(shù)和液壓技術(shù)等內(nèi)容，具有很高的技術(shù)性，是煤礦井下作業(yè)的一項(xiàng)綜合一體化的新控制技術(shù)。該文通過分析，主要介紹了電液控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和工作原理等內(nèi)容，并通過對其問題的分析提出了未來發(fā)展趨勢和可能性，以期為我國電液控制系統(tǒng)的發(fā)展提供一點(diǎn)借鑒和思考。

關(guān)鍵詞：液壓支架 電液控制系統(tǒng) 工作原理 發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0092-01

進(jìn)入21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，為煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化采煤奠定了基礎(chǔ)，液壓支架電液控制技術(shù)得到突破。液壓支架電液控制系統(tǒng)具有監(jiān)測和控制的功能，既可以實(shí)現(xiàn)地面作業(yè)時(shí)的監(jiān)測和控制，也可以實(shí)現(xiàn)順槽作業(yè)時(shí)的監(jiān)測和控制，這對于煤礦井下工作面的生產(chǎn)和管理具有變革性意義。液壓支架電液控制系統(tǒng)操作方便靈活，自動(dòng)化程度高，且具有極強(qiáng)的安全性，能有效協(xié)調(diào)配合多個(gè)支架間的關(guān)聯(lián)動(dòng)作，使液壓支架與其他采煤設(shè)備相配合，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化采煤過程，有效提高了生產(chǎn)效率。

1 電液控制系統(tǒng)發(fā)展概述

電液控制系統(tǒng)始于20世紀(jì)80年代，且一經(jīng)問世便受到了廣泛關(guān)注，獲得了長遠(yuǎn)的發(fā)展。目前，電液控制系統(tǒng)在德國、英國、波蘭、澳大利亞、美國等，都有不同程度的應(yīng)用和推廣。

在20世紀(jì)90年代末期，我國的煤礦公司開始尋求對外合作和發(fā)展，煤炭科學(xué)研究總天地科技股份有限公司同德國的馬珂公司共同合資創(chuàng)建了一家“天地瑪珂電液控制系統(tǒng)公司”，這是我國專門研究電液控制系統(tǒng)的專業(yè)性公司。經(jīng)過數(shù)十載的研發(fā)，我國的電液控制系統(tǒng)不斷獲得發(fā)展和突破，但在應(yīng)用過程中，仍有很多不盡如人意的地方，該技術(shù)并未能夠在井下推廣使用，液壓支架仍有很多需要采用國外技術(shù)。依托中國采礦發(fā)展的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，在研發(fā)過程中，我國的液壓支架電液控制系統(tǒng)在控制器的語種選擇上設(shè)定為中文形式，且分列多行，這一設(shè)計(jì)有利于國人操作習(xí)慣，更便于控制；但同時(shí)，我們還應(yīng)意識到，在控制技術(shù)上還有待成熟，仍處于比較初級的單架和成組程控階段，主控臺(tái)技術(shù)仍有待完善和新的發(fā)展；此外，我國的支架與采煤機(jī)聯(lián)動(dòng)工作也仍處于研究階段。盡管我國的電液控制系統(tǒng)仍由很長的路要走，但毫無疑問，在一代代人的努力下，我國的液壓支架電液控制技術(shù)必將逐步完善和發(fā)展，最終成功運(yùn)用與煤礦開采技術(shù)。

2 電液控制的構(gòu)造和原理

液壓支架電液控制系統(tǒng)基本原理如圖1所示。液壓支架電液控制系統(tǒng)主要包括：油缸、電液閥組（電磁先導(dǎo)閥和主閥）、支架控制器、傳感器（行程傳感器、壓力傳感器、傾角傳感器和采煤機(jī)位置檢測傳感器等）、電源電纜、連接器、電磁閥的驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)變換器、井下主控計(jì)算機(jī)、地面計(jì)算機(jī)等。

操作液壓支架上人機(jī)界面，通過控制器平臺(tái)將電信號傳輸給各個(gè)電磁先導(dǎo)閥，而先導(dǎo)閥在接收信號后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而使主閥在小流量的高壓液驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生作用和動(dòng)作。此時(shí)，系統(tǒng)里的傳感器（行程傳感器、壓力傳感器、傾角傳感器）監(jiān)測支架運(yùn)行狀態(tài)，并反饋到控制器?？刂破髟趯Ψ答佇畔⑦M(jìn)行評判和處理后，指導(dǎo)支架新的動(dòng)作。

3 電液控制在工況的常見問題

電液控制系統(tǒng)對支架液壓系統(tǒng)的過濾精度要求較高，工況使用更換部件有雜質(zhì)滲入液壓系統(tǒng)，易造成電液控制元件的靈敏降低和破壞。過濾網(wǎng)堵塞需人工排查替換。

電液控制系統(tǒng)對工況的適應(yīng)性。綜采支架應(yīng)用于工作面，改善了工作面支護(hù)環(huán)境，有利于安全生產(chǎn)。電液控制系統(tǒng)與綜采設(shè)備配套使用于工作面，將監(jiān)測與控制集于一體，合理地解決了在工作面支護(hù)中，液壓支架帶壓移架的問題，增大了工人工作環(huán)境的安全系數(shù)。無人值守電液控制因受到井下復(fù)雜工況的限制，還在探索中。

極薄煤層電液控制系統(tǒng)的維護(hù)。極薄煤層支架高度較低，行人空間有限，電液控制系統(tǒng)維護(hù)更換極不方便，支架出現(xiàn)故障后，難以維護(hù)。

4 電液控制系統(tǒng)的發(fā)展前景

隨著電液系統(tǒng)在液壓支架中的應(yīng)用，改善了井下工人的工作環(huán)境，減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為高產(chǎn)、高效、機(jī)械化采煤奠定了基礎(chǔ)。尤其是最近幾年，計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟，綜采支護(hù)設(shè)備在自動(dòng)化方面也取得了不小的成就，它們共同推動(dòng)著電液控制技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化成為必然趨勢。將綜采支護(hù)設(shè)備電液控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于煤礦行業(yè)，將人工從繁重的勞動(dòng)任務(wù)中解放出來，朝著機(jī)械化、自動(dòng)化方向發(fā)展，有效地提升了煤礦產(chǎn)業(yè)的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，具有重要的變革意義。

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