綜采工作面液壓單體柱自動補液系統設計分析

石紅濤

平頂山市平通新型建材有限公司，河南平頂山 467000

隨著煤礦開采的不斷深入，礦井下的采煤工況復雜多變，其支護技術就顯得格外重要。由于綜采工作面的端頭位于工作面上、下出口處，處于工作面支承壓力的增壓區，是人員走動，材料運輸以及設備進出的“交通要道”，加強綜采工作面端頭的支護十分必要。目前，多采用液壓單體柱對綜采工作面端頭進行支護。液壓單體柱是利用液體的壓力作為可伸縮的單個支柱的工作阻力，從而實現利用單體柱對工作面的端頭支護或其它臨時性支護。

1 綜采工作面液壓單體柱應用的優缺點

液壓單體柱是一種新型環保的支護設備。它適用于煤層傾角35°以下的綜采工作面。因此，在綜采工作面支架中，液壓單體柱得到廣泛應用。

1.1 液壓單體柱的優點

液壓單體柱體積小，單體柱可完全回縮；可伸長支護，其支護高度有所增加；由液壓提供工作阻力，支護強度有保證；另外，液壓單體柱的操作簡單，使用方便，容易維修，綜合使用成本較低，是綜采工作面端頭支護或其它臨時支護的首選。

1.2 液壓單體柱的缺點

隨著液壓單體柱在綜采工作面端頭支護上應用的時間處長，再加上液壓單體柱應用后有時存在缺載現象，往往表現出初撐力不足的缺點，給工作人員的生命安全帶來重大隱患。

2 綜采工作面液壓單體柱自動補液系統的設計分析

近幾年來，綜采工作面自動化技術在我國雖剛起步，但是為了更好的應對綜采工作面的復雜工況，就必須認真分析自動化設備的缺點，有針對性的進行改進。由于液壓單體柱存在缺載原因，使得液壓單體柱的應用存在后顧之憂。為此，研究綜采工作面液壓單體柱自動補液系統十分必要。

2.1 液壓單體柱自動補液系統的工作原理

液壓單體柱自動補液系統主要由液壓信息采集功能模塊、數字信息處理模塊和數字信息執行模塊組成。由液壓信息采集功能模塊對單體柱的壓力進行時時信息采集，一旦發現液壓力不足時，就會單體柱的初撐力下降，此時，數字信息處理模塊就會發出警報，通過數據線將警報發送到數字信息執行模塊，執行模塊控制自動補液系統的電液閥門開啟，實現補液，液壓得到補充。當采集的液壓達標時，數字信息處理模塊就會對執行模塊發出停止命令，執行模塊控制電液閥關閉，完成一次自動補液過程。

2.2 液壓單體柱自動補液系統設計

根據液壓單體柱自動補液的工作原理，設計自動補液系統的主要構件有：1）礦用本安型壓力傳感器。通過 U 型卡將壓力傳感器的一端固定在軟管上的三向閥上，另一端固定在壓力傳感器連接器上，通過連接器從支架控制器引入供電電壓，同時將壓力信息反饋給支架控制器；2）礦用本安型支架控制器。該系統采用的是鄭煤機生產的液壓支架控制器，此控制器性能可靠，適應性強，其上有多個可擴展端口，可充分對其功能進行擴展。支架控制器共有17 個輸入輸出口，接口形式為赫斯曼型，其中6 芯接口1 個，4 芯接口16 個；3）礦用本安型電磁先導閥。電磁先導閥對液體起到門戶作用，接收開啟或關閉命令，使得自動補液系統完成補液功能；4）礦用本安型電液換向閥組。電磁先導閥與整體式液控主閥配套使用，兩者之間為橋式連接，通過高強螺栓連接牢固。從支架控制器輸出的電信號通過控制器與先導閥之間的電纜送至先導閥電磁部分，相應的電磁鐵吸合促使先導閥芯運動，改變先導閥液路方向，使高壓液進入液控主閥的控制口，驅動主閥芯動作，改變主閥液路方向，從而完成各項動作；5）運行程序。系統設計可視化編程窗口，設定信息采集的最低工作液壓和最高工作液壓。采集到的液壓達不到最低值時，就會進行自動補液。此系統還可以設定自動補壓壓力、再次補壓壓力、補壓目標壓力等，還可以從時間角度進行補壓的相關操作。

2.3 液壓單體柱自動補液系統分析

將液壓單體柱自動補液系統應用到綜采工作面超前支護中，由于自動補液系統的信息采集是時刻進行的，因此，自動補液系統能夠對液壓單體柱進行時時監控。在應用前，先將液壓單體柱的正常工作壓力范圍進行設定，低于此范圍時，需要自動補液，開啟電磁先導閥，當壓力達到正常工作壓力時，電磁先導閥關閉。當壓力高于正常范圍時，系統自動卸壓，直到壓力降低正常范圍之內。

系統液壓油選用高壓乳化油。高壓乳化液是由乳化液泵站所產生的，它到達工作面是通過高壓管路傳輸過去的，接入換向閥組，高壓管路中的高壓乳化液是通過換向閥組進入的，從而實現對單體柱的補液。

在系統運行的時候，壓力傳感器實時對高壓管路中的高壓乳化液進行監控，并通過對高壓乳化液的感應產生電信號，通道安裝施工完成后不進行反復的檢查，那么給排水管道出現問題便無法及時解決，時間長了，給排水管道的問題也就越來越大，到那時再解決的話就會更加困難。

此外，城市給排水功能在城市建設中極其重要，如果城市給排水方面存在問題的話就容易導致城市發生水患以及居民的正常生活用水受到影響。只有城市的給排水功能良好才能保證城市不會積聚過多的雨水，從而使城市水患的發生幾率減小，良好的給排水功能也能及時將城市的生活污水排出，以此來保證人們的生活質量以及保護生態環境，而有關部門可以將排出的污水加以凈化以此重復利用，這也在一定程度上節約了水資源。所以，建設好城市排水功能是我國的城市建設規劃中的重要目標之一，而在城市排水功能中排水管道發揮著無可替代的重要作用，排水管道的安裝質量決定著整個城市的排水效果。

4 結論

市政給排水管道的安裝施工是重要的城市建設工程，為了節約水資源，保護生態環境以及避免水災給人們造成的危害，我們必須不斷完善市政給排水管道的安裝施工技術。而要想完善市政給排水管道的安裝施工技術就需要國際政府以及普通群眾的共同支持，對于參與到給排水管道安裝施工中的人員來說，最重要的一點便是技術人員要對給排水管道的安裝施工技術不斷進行創新改革，而施工人員在給排水管道安裝施工的過程中要充分使用新技術以及做好給排水管道安裝施工的后續工作。

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