摘 要：本文從薄煤層開(kāi)采中必要性和存在的問(wèn)題出發(fā)，在詳細(xì)闡述了電液控制系統(tǒng)的工作原理同時(shí)，指出了在薄煤層開(kāi)采中使用液壓支架電液控制系統(tǒng)所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和重要意義。
　　關(guān)鍵詞：薄煤開(kāi)采 液壓支架 電液控制
　　中圖分類號(hào)：TD355.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2012）09（a）-0080-01
　　我國(guó)煤層賦存條件比較復(fù)雜，分布地域遼闊，經(jīng)過(guò)多年開(kāi)采，不少礦井中厚煤層已近枯竭，因而發(fā)展薄煤層機(jī)械化開(kāi)采，尤其是實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化開(kāi)采，對(duì)于充分開(kāi)發(fā)利用煤炭資源，避免資源浪費(fèi)，延長(zhǎng)礦井開(kāi)采年限和實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)采都具有十分重要的意義。
　　1 薄煤層開(kāi)采中存在的問(wèn)題
　　我國(guó)薄煤層開(kāi)采主要采用長(zhǎng)壁采煤法，但由于開(kāi)采煤層厚度小，與中厚及厚煤層相比，主要有以下問(wèn)題。
　　（1）采高低，工作條件差，設(shè)備及人員移動(dòng)困難。
　　（2）配套設(shè)備可靠性低，穩(wěn)定性差。
　?。?）煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造對(duì)薄煤層綜采工作面的影響比較大。
　　（4）工作面自動(dòng)化程度低，手動(dòng)控制系統(tǒng)，移架速度慢、效率低。
　?。?）薄煤層長(zhǎng)壁機(jī)械化采煤工作面的投入產(chǎn)出比高，經(jīng)濟(jì)效益不如開(kāi)采厚及中厚煤層工作面。
　　2 國(guó)內(nèi)外液壓支架的發(fā)展趨勢(shì)
　　主要有以下幾個(gè)方面。
　?。?）多樣性。（2）輕型化。（3）高壓化。（4）材料強(qiáng)化。（5）自動(dòng)化。（6）智能化。（7）標(biāo)準(zhǔn)化。
　　3 液壓支架操控系統(tǒng)的分類
　　目前液壓支架的操作系統(tǒng)可分為三類：第一類為手動(dòng)臨架操作，可選用國(guó)內(nèi)的元件和膠管，在質(zhì)量上成熟，技術(shù)上穩(wěn)定可靠，價(jià)格也較低，但是管路系統(tǒng)復(fù)雜，過(guò)架膠管多，占用空間大，影響支架高度，妨礙行人，操作閥操作所需用力也較大。第二類為液壓先導(dǎo)操作，選用液壓先導(dǎo)閥，采用多芯管制造，制造精度高，質(zhì)量不易保證，造價(jià)高，使用維護(hù)難度大。第三類為電液控制操作，選用電液操作，可實(shí)現(xiàn)工作面支架成組、單架程序控制、自動(dòng)化控制、按鍵操作等。
　　4 電液控制系統(tǒng)的原理
　　電液控制系統(tǒng)的核心是，通過(guò)電液閥將過(guò)去人工控制的操作變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)程序控制的電子信號(hào)操作。液壓支架不同位置的傳感器像整套系統(tǒng)的感覺(jué)器官一樣將工作環(huán)境和不同狀態(tài)的信號(hào)傳輸給系統(tǒng)的中樞神經(jīng)（通常稱為支架控制器），系統(tǒng)將根據(jù)不同的工作狀態(tài)和工藝的要求，執(zhí)行事先為不同操作所編制好的程序?qū)﹄娨洪y發(fā)出控制信號(hào)，達(dá)到對(duì)工作面設(shè)備進(jìn)行控制的目的。
　　電液控制系統(tǒng)包含電控和液壓控制兩部分。液壓部分就是支架的液壓回路中的新型電液閥組。原來(lái)的手動(dòng)操縱閥被電液控制閥組中的大流量主控閥取代，主控閥由電液閥組中小流量的電磁先導(dǎo)閥控制。小功率的電磁先導(dǎo)閥的介入實(shí)現(xiàn)了電子控制系統(tǒng)對(duì)液壓主系統(tǒng)的控制。
　　電液控制系統(tǒng)的電控部分是一個(gè)集成多層次的嵌入式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也可以說(shuō)是多機(jī)多級(jí)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，每一個(gè)單元、每一個(gè)層次都有其獨(dú)立的功能，承擔(dān)應(yīng)有的任務(wù)。配置層次越高功能更多更強(qiáng)，因此系統(tǒng)是可以進(jìn)行擴(kuò)展的。
　　系統(tǒng)的最低層（最基本單元）是每一個(gè)支架上的控制小系統(tǒng)（支架控制單元），它以一臺(tái)支架控制器（一臺(tái)微型的嵌入式計(jì)算機(jī)）為核心，完整的包含了作為自動(dòng)控制裝置必備的兩個(gè)環(huán)節(jié)：檢測(cè)環(huán)節(jié)（傳感器）和執(zhí)行環(huán)節(jié)（由電磁先導(dǎo)閥和液控?fù)Q向閥組成的電液閥組）。支架控制器裝有軟件，內(nèi)嵌操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序，通過(guò)人機(jī)操作界面的操作按鍵發(fā)出命令，主要任務(wù)是執(zhí)行本架的全部動(dòng)作以及工況數(shù)據(jù)的采集，這是支架控制單元的獨(dú)立功能。如果要求電液控制能夠具備更加方便靈活的操作、自動(dòng)化控制、進(jìn)行可靠的安全保障以及眾多支架間進(jìn)的協(xié)調(diào)配合關(guān)聯(lián)動(dòng)作等先進(jìn)的功能，只有將所有支架控制器互聯(lián)成為一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制器間的數(shù)據(jù)通信，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)、嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)任務(wù)的管理和實(shí)時(shí)調(diào)度，使控制器互聯(lián)后在本架控制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了鄰架控制、成組自動(dòng)控制、全線緊急停止、自動(dòng)補(bǔ)壓功能、網(wǎng)絡(luò)和電路的實(shí)時(shí)檢測(cè)狀態(tài)以及故障信息顯示等主要功能。
　　在全工作面支架控制器互聯(lián)的基礎(chǔ)上，在工作面順槽巷道中設(shè)立井下主控計(jì)算機(jī)并與工作面支架控制器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，可以并行的作為上一級(jí)控制機(jī)。主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行自己的軟件，它匯集并存儲(chǔ)來(lái)自工作面支架控制器采集和傳來(lái)的數(shù)據(jù)和參數(shù)，隨時(shí)顯示這些數(shù)據(jù)參數(shù)，監(jiān)視支架的工況和動(dòng)作狀態(tài)；主控計(jì)算機(jī)也可設(shè)置和輸入控制參數(shù)，發(fā)出控制命令；它可與采煤機(jī)位置檢測(cè)裝置協(xié)調(diào)配合實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)位置檢測(cè)及以采煤機(jī)運(yùn)行位置為依據(jù)的支架自動(dòng)控制；還可以承擔(dān)工作面區(qū)域內(nèi)的其他檢測(cè)任務(wù)，并具備向更上一級(jí)或其他計(jì)算機(jī)連接通信的接口和能力。
　　支架電液控制系統(tǒng)的最高層次是設(shè)置地面監(jiān)控站（計(jì)算機(jī)），它與井下主控計(jì)算機(jī)通過(guò)本安型光纖網(wǎng)交換機(jī)聯(lián)接通信，互傳數(shù)據(jù)信息，從而在地面可監(jiān)視工作面支架的狀況、存儲(chǔ)信息資料、參與支架的控制。
　　5 液壓支架電液控制系統(tǒng)的優(yōu)越性
　?。?）它可以將液壓支架的降架、拉架、升架等動(dòng)作由原來(lái)的人工手動(dòng)操作改為程序化控制，能夠與高效采煤機(jī)相匹配加快工作面推進(jìn)速度，顯著提高采煤工作面的生產(chǎn)效率。
　?。?）可以實(shí)現(xiàn)跟機(jī)自動(dòng)化作業(yè)、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；改善工人的勞動(dòng)條件、減少工作面的操作人員，改變煤礦生產(chǎn)落后、危險(xiǎn)的社會(huì)形象。
　　（3）可以解決特殊地質(zhì)條件和困難生產(chǎn)條件下的生產(chǎn)工藝問(wèn)題，例如在薄煤層工作面人員無(wú)法在工作面內(nèi)操作的條件下，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人化工作面。
　?。?）可實(shí)現(xiàn)多架同時(shí)推輸送機(jī)并可定量推進(jìn)，可以保護(hù)工作面輸送機(jī)的平直性，實(shí)現(xiàn)工作面的平直推移。
　?。?）易于實(shí)現(xiàn)帶壓移架，可以對(duì)于保護(hù)頂板的穩(wěn)定性和防止冒頂事故非常有利。
　　（6）具有自動(dòng)補(bǔ)壓功能，可以較好地控制支架的初撐力，顯著地改善支護(hù)效果和工作面管理水平。
　?。?）電液控制取代手動(dòng)液壓控制將減少人工控制的隨意性和不準(zhǔn)確性，提高操作控制質(zhì)量。
　　6 結(jié)語(yǔ)
　　液壓支架電液控制系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和液壓技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)生產(chǎn)需要而控制液壓支架自動(dòng)動(dòng)作的自動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著液壓支架的自動(dòng)化控制技術(shù)在不斷得到應(yīng)用和推廣，它實(shí)現(xiàn)了煤礦生產(chǎn)的高效、安全和煤礦工人勞動(dòng)環(huán)境及勞動(dòng)條件的改變，給煤礦帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和深刻變革也會(huì)愈加明顯；它也是煤礦開(kāi)采邁向無(wú)人綜采工作面的重要一步。這也將對(duì)礦山的可持續(xù)發(fā)展及真正意義上的解放生產(chǎn)力，具有重要的現(xiàn)實(shí)和指導(dǎo)意義。
　　參考文獻(xiàn)
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