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液压支架电液控制系统的优越性及其在我国的发展前景
【摘要】介绍了液压支架电液控制系统的优越性以及实现控制的主要要求,在此基础上分析了我国大型煤矿采用液压支架电液控制系统的可行性与必要性。
  【关键词】液压支架;电液控制;要求;可行性
  1、引言
  液压支架是煤炭机械化一种关键设备,它的支护质量直接关系到综合采煤工作面高效、安全、有序的运行。液压支架自动化技术则是综合采煤工作面自动控制系统的关键技术,它的研究与实现直接影响煤矿开采效率与进度。1954年,英国首先研制出了剁式液压支架,随后法国研制出节式液压支架,这种液压支架的研制成功给液压支架行业带来了革命性的突破,1960年,前苏联开发设计出一种omkt型掩护式支架,这种具有四连杆机构的液压支架的研究让研究者兴奋不已。20世纪70年代前期,“立即支护”型液压支架成为最主要的研究方向。70年代中期,随着劳动力成本的提高,迫使一些大的煤矿企业和大学研究机构合作研究液压支架的自动化控制,但由于当时研究的液压支架稳定性不足等原因,应用效果不甚理想,使用者寥寥无几,自动化控制电液控制液压支架陷入低谷。20世纪80年代,英国原道锑公司率先研制出综采工作面电液集中控制系统,稳定性有很大提高,应用效果良好,以此为起点,电液控制系统的研究掀起一波高潮,各大公司及研究机构开始研究综采工作面自动化电液控制系统。至此,电液控制系统已经发展为综采工作面无人值守自动化控制阶段。
  2、液压支架电液控制系统的优越性
  用电液控制系统控制液压支架,可以实现复杂煤层开采的机械自动化,同时从根本上改变了综采工作面的生产和管理,大大提高了经济效益。wWw.11665.COM其优越性如下:
  (1)电液控制系统实现了采煤机与刮板运输机的配合联动,大大提高了综合采煤的机械自动化,实现了我国粗放式采煤到集约式采煤的转变,以前不可开采的薄煤层现在也以实现自动化开采,提高了我国煤层开采效率。另外,液压支架电液控制系统具有远程控制功能,实现了井下采煤无人值守,很好的解决了薄煤层开采的自动化。
  (2)电液控制系统在井下综采工作面上的应用实现了工作面的整体垂直前移,移动步距更加精确,并且实现了自动跟机,即煤层采过之后,液压支架随即前移进行支护,随后采煤机前移至煤层附近,然后液压支架推移刮板运输机前移,保证刮板运输机的平直传输。
  (3)提高了液压支架的支护质量。液压支架电液控制系统是集控制和监测于一体的控制系统,能够实时监测支架支护压力,当支架因为某种原因发生压力泄露,导致支撑力不足以支撑煤层重量时,电液控制系统能够自动监测并自动补压,有效的解决了因为液压支架自动泄压产生的问题。
  (4)改善了煤矿工人的工作环境,降低了工作强度。以前在煤层附近依靠煤矿工人才能完成的攫煤、装煤和运煤等一系列工序,现在在远离煤层的安全巷道内就能轻松控制采煤和运煤设备完成。减少了采煤对人的依靠,有效的减少了对人的伤亡,大大的改善了煤矿工人的劳动环境和劳动条件,提高了采煤的工作效率。
  (5)提高了生产效率,增加了经济效益。原先在没用液压支架电液控制系统之前,采煤主要依赖采煤工人,对采煤工人的身体素质要求较高,而且工人在井下恶劣环境工作效率极低。采用液压支架电液控制系统之后,采煤机械自动化程度明显提高,大大减少了煤矿工人停留在恶劣环境下的时间。而且由于综采工作面采用了自动控制,采煤更加有序,移架速度更快,大幅度提高了采煤的生产效率,也给煤矿企业带来了客观的经济效益。
  (6)电液控制系统适用煤层薄后范围广,控制灵活。采用液压支架电液控制系统原先不能由人工开采的复杂地质条件的煤层现在也可以进行无人自动控制进行开采。
  (7)煤矿资源利用率大大提高。原先由于技术和人员安全原因不能开采的薄煤层现在可以开采了,掘进率高,开采成本明显高于中厚煤层,许多煤矿对薄煤层开采较少,甚至不考虑薄煤开采,随着电液控制技术在液压支架中的应用,近年来薄煤层开采得到较快发展,以前不愿或不能开采的薄煤层被开采,煤矿资源得到有效开采利用。
  3、支架电液控制系统的功能和要求
  液压支架的电液控制系统要满足工作面的安全操作以及自动控制两方面要求,因此其系统的主要功能应包括:
  (1)要实现液压支架的降柱、移架、升柱时,双向邻架擦

顶的程序控制。
  (2)实现单架单动的双向按键控制,支架操控者能够在工作面内的任一台scu上操控左、右相邻支架的每一个动作。
  (3)实现整个工作面的双向顺序成组控制。
  (4)实现对全工作面的双向顺序控制。
  (5)发生故障时能够在任一架上控制,使得整个系统停止运行。
  (6)实现当程序控制时各操作由相对应的传感器所反馈信号的控制,当传感器不工作时,各动作由时间控制。
  (7)顺序或成组控制时,已移架立柱初撑力需达到25mpa时方把架立柱降下来。
  (8)当需要成组控制时,每组的架数可按需调整,一般情况下不超过15架。
  (9)进行擦顶移架时,立柱下腔的压力能够调整。
  (10)能够实现调剂支架以及输送机位置的整个系统的调控功能。
  (11)实现支架和采煤机联合互动的全工作面控制。
  (12)能够实现移架以及推输送机一次到位或者多次到位的定量推移,能够通过对推移千斤顶编程控制实现采煤机斜切开采。
  (13)可以查询和显示支架的主要参数以及信息传输过程。
  (14)电控程序能够根据工作面的实际需要而随时调整。
  (15)各支架上有发生故障时报警信号显示、紧急情况下的停止按钮、动作信号显示以及完善的安全和故障诊断功能。
  (16)完成一次支架的降、移、升总时间不超过8秒。
  4、我国开发研制电液控制液压支架的可行性与必要性分析
  4.1我国开发研制电液控制液压支架的必要性
  支架采用电液控制系统不仅可以大大提高生产率和自动化程度,而且对于改善顶板管理和工作面质量都有手动液压控制的支架无法比拟的优点。电液控制能有效地保护支架的初撑力,从而可显著改善支护效果;采用电液控制系统,在移架过程中易于实现定压带压移架,对于保护顶板围岩的稳定十分有利;可实现多架同时推移输送机,可使输送机缓慢弯曲,避免溜槽连接处产生过大的应力,同时可以保持工作面输送机的直线性、实现工作面平直推进;可灵活选择多重控制方式,对于各种困难地质条件和局部构造都能适用,特别是对于薄煤层和大倾角液压支架,其优点更为突出。支架采用电液控制系统是实现工作面自动化的必备条件。煤炭工业发展的出路在于建设高产高效矿井,减人提效,这已经是业内人士的共识。建设高产高效矿井的根本途径是要发展高产高效综采技术,而关键又是装备的现代化。液压支架是综采的关键装备之一,从长远来看,发展电液控制的液压支架是必然的选择。
  4.2我国开发研制电液控制液压支架的可行性
  目前国外支架电液控制技术已基本上发展成熟,从技术上说,我国开发电液控制系统是完全可行的,理论上也已不存在困难。难度在于可靠性,尤其是电液控制阀组的可靠性和电器元件的可靠性。目前我们已经基本上具备了攻克这些技术难关的必备条件。
  参考文献
  [1]戴绍诚等.高产高效综合机械化采煤技术与装备[m].北京:煤炭工业出版社,1998.
  王飞(1984—),男,陕西榆林人,现供职于榆林市榆树湾煤矿,工程师。
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  •  更新时间:2013-11-05 09:53:48  作者:佚名 [标签: 液压 液压支架 液压支架 液压支架 液压支架 ]
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