簡析煤礦綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用

0 引言
液壓支架的使用是煤礦井下采煤由人工勞動到機(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。計算機(jī)技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，為煤礦生產(chǎn)自動化和高效生產(chǎn)提供了新的出路。電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用使井下采煤實現(xiàn)了由機(jī)械化向自動化的變革，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，可實現(xiàn)在地面、在順槽對工作面設(shè)備的運作與工況的自動控制與監(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主要問題就是價格問題。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。具有一批高水平的專家和技術(shù)隊伍。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)橛捎嬎銠C(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)的信號傳輸給計算機(jī)，計算機(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)到在工作面實行自動控制、在工作面順槽進(jìn)行控制及在地面實現(xiàn)對工作面設(shè)備的控制等三種控制功能。
2.1 在工作面實行自動控制 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，實現(xiàn)液壓支架的自動移架、自動推溜、自動放煤、自動噴霧等成組或單架控制。也可以實現(xiàn)對支架的單個功能進(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算機(jī)上實現(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，可實現(xiàn)跟機(jī)自動控制或與其它設(shè)備的聯(lián)合控制。
2.3 在地面實現(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間，反應(yīng)速度快，可以通過計算機(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?？梢詫χЪ苓M(jìn)行編組運行，同時對多個支架進(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)可實現(xiàn)跟機(jī)定量推溜和自動移架。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，成功地解決了薄煤層自動化開采問題，井下工人的勞動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，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，電液控制系統(tǒng)的使用為實現(xiàn)井下無人工作面提供了可能性，使我國煤礦生產(chǎn)的自動化提高到一個新的水平，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。隨著近年來電子計算機(jī)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，采煤技術(shù)設(shè)備的自動化也日趨成熟，液壓支架的電液控制也隨之發(fā)展起來。同時，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環(huán)境及形象的改變提供了條件。綜采的使用使煤礦實現(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現(xiàn)了由機(jī)械化向自動化的變革，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)：
[1]張良.液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤炭科學(xué)技術(shù).2003.
[2]張偉，韓基新.液壓支架計算機(jī)控制系統(tǒng)[J].液壓與傳動.2002.