淺議煤礦液壓支架自動化系統(tǒng)的應用

奧 凱（陜煤集團神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 榆林 719300）

淺議煤礦液壓支架自動化系統(tǒng)的應用

奧 凱
（陜煤集團神南產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 榆林 719300）

摘 要：作為現(xiàn)今煤礦企業(yè)最先進的井下支護設備，液壓支架電液控制系統(tǒng)集機械、電子、計算機、網(wǎng)絡、液壓等技術于一身，實現(xiàn)了液壓支架的自動控制，提高了開采效率，有效提高了煤炭企業(yè)的生產(chǎn)安全。本文結合煤礦生產(chǎn)，闡述一下煤礦液壓支架自動化系統(tǒng)的具體應用。

關鍵詞：煤礦生產(chǎn)；液壓支架；自動化系統(tǒng)；應用

一、引言

綜合機械化采煤技術在我國的煤炭開采中的應用比較普遍，已經(jīng)接近了世界先進水平。隨著計算機自動化技術的進步，機械化采煤與自動化管理實現(xiàn)了有效的結合，實現(xiàn)了采煤自動化。液壓支架自動化系統(tǒng)作為實現(xiàn)采煤自動化的重要設備，在礦井中起著支撐煤層和控制工作面頂板的作用，隔離了作業(yè)區(qū)與采空區(qū)，保證了煤炭自動化開采的安全性與高效性。

煤礦液壓支架自動化系統(tǒng)的研制與應用，起始于20世紀70年代，到90年代初期，在發(fā)達工業(yè)國家實現(xiàn)了成熟，同時期我國開始了煤礦液壓支架自動化系統(tǒng)的研發(fā)工作，到21世紀初，隨著集成計算機智能化技術的研發(fā)成功，我國開始在煤炭開采中逐步應用煤礦液壓支架自動化系統(tǒng)，與國外同類系統(tǒng)相比，我國產(chǎn)品在性價比方面還存在著一定的差距。

二、液壓支架自動化系統(tǒng)綜述

液壓支架自動化系統(tǒng)由主機、支架控制器和CAN總線網(wǎng)絡組成。支架控制器上的傳感器監(jiān)測并感應液壓支架的工作狀態(tài)，通過CAN總線網(wǎng)絡實現(xiàn)信息與指令的往返傳遞，主機對信息加以分析處理，實現(xiàn)液壓支架的自動化控制。

液壓支架自動化系統(tǒng)主要由支架控制器、人機操作界面、傳感器（壓力、位置、行程等傳感器）、電液閥組、電源箱、隔離耦合器、網(wǎng)絡變換器、監(jiān)控主機等裝置構成。通過這些元器件的綜合作用，實現(xiàn)開采速度、設備姿態(tài)、技術參數(shù)等數(shù)據(jù)的匯總與處理，完成液壓支架的移動、輸送機的前后推動等動作的調(diào)度，從而實現(xiàn)采煤自動化。

1 支架控制器。支架控制器是液壓支架自動化系統(tǒng)最核心部件，支架控制器相當于一臺微型計算機，能夠依據(jù)事先存儲的控制軟件對各種指令進行接受、譯碼、執(zhí)行、控制等操作任務，實現(xiàn)對液壓支架的20個動作的有效控制。

2 人機操作界面。人機操作界面是顯示與接收操作者指令的工作界面，可以將參數(shù)設置值、故障信息、狀態(tài)信號等多種信息顯示為漢字、數(shù)字等操作者可讀的狀態(tài)，操作者可以對各種參數(shù)進行修改，實現(xiàn)良好的人機溝通。

3 傳感器。傳感器的作用類似人體的神經(jīng)系統(tǒng)。各種各樣的傳感器在液壓支架、采煤機等機械設備的不同位置，監(jiān)測各種動作和各類情況，及時將壓力、行程、位置等信息上傳至支架控制器，為控制器分析處理相關信息提供最真實的素材，為實現(xiàn)整體系統(tǒng)的自動化控制提供基礎數(shù)據(jù)。

4 電液閥組。電液閥以組合的形式出現(xiàn)，稱作電液閥組，每一套電液閥組都包括液控換向閥和電磁先導閥，根據(jù)電感原理與電磁現(xiàn)象，利用電磁吸力推動電磁先導閥，產(chǎn)生不同的控制動作，實現(xiàn)對液壓支架的有效控制。為了增加安全防范性，一般都另外設置了手動的方式實現(xiàn)控制動作。

5 電源箱。自動化系統(tǒng)必須選用防爆型電源箱，輸入127V交流電，經(jīng)過變壓裝置，降壓為12V電壓輸出給支架控制器。

6 隔離耦合器。隔離耦合器的作用是實現(xiàn)相鄰支架控制器的電氣隔離，需要注意的是，隔離耦合器與被隔離的支架控制器不能使用同一電源；在隔離耦合器內(nèi)部，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的雙向傳輸，需要設置4個光電耦合器。

7 網(wǎng)絡變換器。網(wǎng)絡變換器的功能是通過收集與監(jiān)控數(shù)據(jù)，達到控制整個自動化系統(tǒng)的完整檢查，比如：監(jiān)控數(shù)據(jù)的上傳下達；監(jiān)控支架控制單元以及傳感器等設備的動作狀態(tài)；監(jiān)控采煤機位置信號；監(jiān)控參數(shù)調(diào)整、跟機控制指令等是否到位，

8 監(jiān)控主機。監(jiān)控主機安裝在運輸巷控制中心，匯集與存儲數(shù)據(jù)，通過向位置檢測系統(tǒng)輸入?yún)?shù)，實現(xiàn)采煤機位置的位置監(jiān)測與自動控制。

9 乳化液。液壓支架離不開乳化液，乳化液的質(zhì)量直接關乎到液壓支架的支撐效果和生產(chǎn)安全性。所以在此說說乳化液的注意事項：①必須選用有國家檢測部門檢測報告和煤礦安全標志證書的乳化液。②必須嚴格按規(guī)定比例配制乳化液，必須混合充分，嚴禁出現(xiàn)濃縮液結塊現(xiàn)象；所用清水的質(zhì)量必須符合MT76—2002標準，每月做一次水質(zhì)檢測。③在實驗室條件下，按照MT76—2002標準，每周做一次乳化液檢測，每天用手持式折射儀對使用中的乳化液進行檢測；④乳化液的PH值必須保持在7—10之間，每周檢測一次，對于pH值不合格的乳化液，需及時更換。

三、液壓支架自動化系統(tǒng)的應用效果

1 可以有效提高開采效率，改善工作條件。自動化系統(tǒng)可以有效減輕工人的勞力付出，可以縮短持續(xù)勞動時間，可以降低勞動強度。計算機控制下的自動化系統(tǒng)，能夠自動鏈接各個相關工序，可以實現(xiàn)若干液壓支架的協(xié)同，可以實現(xiàn)遠程操控。所以，該自動化系統(tǒng)可以有效提高開采效率，改善工作條件。

2 可以強化開采面的支護條件，提高安全系數(shù)。自動化系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)開采作業(yè)面的監(jiān)測，可以隨時感應到作業(yè)面頂板的壓力變化情況，可以隨時自動調(diào)整支護力，這樣就可以有效防止片幫冒頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生。另外，遠程操控可以有效避免粉塵、坍塌等危險事故的不良影響，有效提高安全生產(chǎn)系數(shù)

3 有效提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。自動化系統(tǒng)的應用，可以有效減少人員密集型生產(chǎn)格局，有效節(jié)約人工勞務費、培訓費、保險費等支出，可以通過減員增效提高經(jīng)濟效益。另外，自動化系統(tǒng)可以有效避免人工手動的隨意性和不確定性，可以有效降低煤礦設備的不必要的磨損和消耗，可以有效減少維護支出，進而實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升。

4 有效提升煤礦企業(yè)的社會效益。自動化系統(tǒng)操作簡單，可靠性高，是計算機技術、檢測技術、通信技術的有效融合，最大限度地保證了高產(chǎn)的安全性，有效提升了生產(chǎn)安全系數(shù)，級大地降低了煤礦生產(chǎn)事故和人員傷亡事故的發(fā)生，從而提升煤礦企業(yè)的社會效益。

結語

總之，煤礦液壓支架電液自動化系統(tǒng)可以有效保證煤礦生產(chǎn)的高效與安全，改善煤礦工人的勞動強度和勞動環(huán)境，提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益，值得推廣。

參考文獻

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[3]任紅飛，路波.探討煤礦開采液壓支架電液控制系統(tǒng)應用[J].建筑論壇，2014（06）.

中圖分類號：TD353

文獻標識碼：A