電液控支架在49407 智能化采煤工作面的應用

劉海濱

（西山煤電股份有限公司西銘礦， 山西 太原 030052）

引言

西銘礦是山西焦煤西山煤電集團股份有限公司的主力生產(chǎn)礦井，于1956 年建礦，經(jīng)過三次技術改造，年設計生產(chǎn)能力達360 萬t/年，屬高瓦斯礦井。礦井采用走向階梯平峒開拓，各盤區(qū)距離井口距離較遠，各工作面運輸距離長。

1 49407 工作面概況

49407 綜采工作面地面位于隨老母溝以東，后西嶺梁以西，冀家溝風機房以南。井下位于南四盤區(qū)，隨1 號鉆孔位于工作面中部。開采9 號煤層（貧煤），煤層平均厚度2.09～3.50 m。在工作面的南側布置皮帶巷長1 877 m，用于49407 工作面的運煤及回風；在工作面的北側布置軌道巷長1 847 m，用于49407 工作面的運料及進風；在工作面最西端布置切眼，切眼長186 m，根據(jù)巷道布置，該工作面由西向東推進。

工作面采用走向長壁后退式采煤方法，全部垮落法管理頂板，綜合機械化采煤工藝。煤厚2.09～3.50，平均厚度2.86。煤厚2.2～3.5 時見頂見底開采，當煤層厚度小于2.2 時，挑頂拉底開采。

2 設備選型

工作面選擇上海創(chuàng)立MGCL400/920-WD 型采煤機、太原惠特SGZ-880/800（1140V）型刮板輸送機、SZZ-880/315（1140V）型轉載機、PCM-200 型破碎機、BRW-400/31.5 型乳化液泵、RX400/25 型乳化液箱、BPW135/17 型噴霧泵[1]。

工作面頂板采用鄭州煤機電液控支架支護，支架的基本選型原則使支架的支護強度與綜采工作面煤層賦存的地質(zhì)條件及煤層頂板的礦壓顯現(xiàn)強度相適應。支架型號選用ZY6800/20/42D 型掩護式液壓支架，數(shù)量126 臺。

3 電液控制系統(tǒng)

電液控制系統(tǒng)配置為：隔爆兼本安型電源16臺、隔離耦合器32 個、紅外線發(fā)射器1 個、數(shù)據(jù)接口1 個、服務器1 個、控制臺主控計算機1 臺。工作原理圖如圖1 示。

圖1 液控系統(tǒng)控制原理

電液控制系統(tǒng)的主要功能是依據(jù)現(xiàn)場工作面控制要求，智能控制液壓支架全部液壓千斤頂?shù)囊簤簞幼鳌Ｖ悄芸刂频膶嵤┗谲浖绦蛳到y(tǒng)，智能控制的啟動源自操作者指令、采煤機位置、傳感器實時數(shù)據(jù)以及用戶提前設置的各種運行參數(shù)。

工作面上任一支架可控制相鄰兩支架的所有工作；從工作面上任一支架可控制相鄰范圍內(nèi)的任一支架的所有動作；從工作面上任一支架可控制相鄰范圍內(nèi)支架成組動作、成組噴霧、成組推溜、成組伸收護幫。

支架控制器（見下頁圖2）是支架電液控制系統(tǒng)的核心部件，工作面每一個支架都需要裝備一臺支架控制器。每一臺支架控制器和其配接的其他部件組成一個獨立的單支架控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)液壓支架的功能動作。支架控制器內(nèi)部存儲有各種操作功能的程序，當接收到操作指令（按鍵或遙控器遙控指令）后，按照既定的操作流程將控制指令發(fā)送給電磁閥驅動器，電磁閥驅動器按照每步接收的指令，控制各個先導閥依次動作，先導閥驅動主控換向閥通斷，用以實現(xiàn)油缸進液/回液控制。

支架在正常支撐的情況下，因頂板松動等原因導致立柱下腔壓力低于設定值時，電控系統(tǒng)自動發(fā)送升柱指令將立柱壓力補充至初撐力（可設定，不高于泵壓）。

圖2 支架單架配置元器件

4 電控系統(tǒng)自動跟機功能（見圖3）

工作面電控系統(tǒng)通過紅外線接收器實時接收工作面采煤機的位置信息，按照事先編訂的程序，控制采煤機相對位置范圍內(nèi)的支架自動動作。

5 電液控技術特點

電液控系統(tǒng)可實現(xiàn)鄰架、隔架操作，充分保證操作人員的安全；具備自動補壓功能，當支架支護力不足時，可根據(jù)程序設定自動補壓，保障支護效果；聲光報警功能，支架動作或系統(tǒng)異常時發(fā)出警報，提示操作人員注意安全；急停、閉鎖功能，可根據(jù)工作面實際情況實現(xiàn)對工作面急停和鄰本架閉鎖。主控閥保留手動操作按鈕，當電控系統(tǒng)未安裝或出現(xiàn)故障時，仍可通過電磁閥按鈕控制液壓支架動作；電液主控閥采用模塊化設計，主閥的閥芯、單向閥、濾芯采用插裝式結構，維修過程中不需要拆卸膠管；提高了工作效率，使用維護簡單。

圖3 工作面跟機圖示

6 使用前后對比

西銘礦原來采煤工作面配備的均為普通液壓支架，正常生產(chǎn)過程中常伴有液壓管路崩斷、竄液現(xiàn)象，需占用生產(chǎn)時間進行更換，降低了設備的開機率。

電液控制系統(tǒng)發(fā)揮綜合網(wǎng)絡通信技術、傳感器數(shù)據(jù)實時檢測技術、計算機智能控制技術的優(yōu)勢，組成一個高度智能化的分布式實時集散控制系統(tǒng)，使工作面全部液壓支架統(tǒng)一協(xié)調(diào)地完成動作；能夠最大限度地適應現(xiàn)場工作的要求、自動調(diào)節(jié)供液壓力、防止漏頂，大大提高了礦井自動化生產(chǎn)水平，保證了工作人員的安全。

7 結語

液壓支架電液控制系統(tǒng)適合多種煤層的開采，為礦井進行集約化生產(chǎn)提供了技術保障。在煤礦的生產(chǎn)中，廣泛運用綜采液壓支架電液控制系統(tǒng)，不僅改善了煤礦工人的生活環(huán)境，而且還實現(xiàn)了煤礦的高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)，提高了煤礦的經(jīng)濟效益。