电液控制系统液压支架在煤矿中的应用与实践

单德兴

(辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000)

电液控制系统液压支架在煤矿中的应用与实践

单德兴

(辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000)

通过对电液控制系统下的液压支架的发展研究与分析,结合煤矿具体应用于实践,阐述大力发展电控液压支架对于我国资源开采的深刻意义。

电液控制 液压支架 煤矿

随着人民生活水平的不断提高，人们在日常生活中对能源的需求量也越来越大，因此我国资源开采正在迅速发展，而采煤是资源开采重要的一部分。近年来，采煤技术的发展得到煤矿部门的高度重视，他们从各个方面提高采煤技术以尽可能地满足社会各个领域对资源的需求。随着采煤技术的发展，液压支架的各个方面也在不断发展，其中控制系统和结构强度得到了很大的改进，改变了以前传统的手动工作方式，而改变为今天的电液制动控制的工作方式。这种工作方式是综合运用计算机、电子控制、机械、传感、通信网络等技术于一身的一项高技术工作模式，具有方便、实用、快捷、高效、安全的优点。液压支架控制系统和结构强度的改进是煤炭开采技术领域的一次伟大创举。液压支架的革新不仅使操作上简便易行，实现了回采工作面的自动化；而且提高了工作效率，大大加快了工作面的移架速度，使工作面产量成倍增加。与此同时，改善了工作面顶板的支护状况，以保证顶板足够的结构强度，提高了煤矿开采的安全系数。液压支架电液控制系统是目前液压支架最先进的、最有效的控制方式，是煤矿生产自动化、机器化、无人化发展的趋势和方向。控制系统将原来的由专门人员操作改变为技能化生产、程序化操作、自动化控制、高效率工作。电液控制系统很好地实现了对综采工作面的控制和监测，以保证各个设备协调工作，正常运行，充分体现计算机等先进技术的自动化，使采煤过程顺利完成。由于我国对此项技术发展缓慢，并且设备还需依靠外国进口，所以，加快对液压支架的研究和创新，对我国的煤矿开采有深远的影响。

1 国内外电控液压支架发展的现状

(1)国外电控液压支架的研究与发展。在20世纪70年代，国外对液压支架的电控系统的研究处于刚刚起步阶段。80年代时，国外对液压支架的电控系统的研究还不成熟，但是，已把液压支架的电控系统投入使用，在实际的生产应用中不断地完善。随着对液压支架的电控系统不断地改进和革新，90年代时，国外的液压支架电液控制技术已经完善，且其可靠性和工作性能已能满足生产使用要求。如今，综采液压支架电液控制系统的发展已经相当成熟，并且已经能完成许多控制功能。例如：通过在支架上安装的压力传感器、电液控制阀、电液控制器、行程传感器，实现液压支架的自动放煤、自动移架、自动喷雾、自动推移输送机等成组或单架控制，也可以实现对支架的单个功能进行控制，能够真正实现在井下开采工作面的自动化、高效化。美国等一些发达国家的液压支架电控技术发展处于世界的前沿，这些国家的液压支架电液控制系统不仅能够很好地实现系统控制，实现各个机器的协调工作，而且还配置有另外一些先进的装置，例如：故障诊断预警装置。这样可更好的实现液压支架与其他采煤设备的联动和远程控制[1]。(2)国内电控液压支架的研究与发展。80年代中期，我国开始研制液压支架电液控制系统。1991年5月，郑州煤机厂研制出DYZK-Ⅰ型支架电液控制系统，于1992年5月在大同四台矿也完成了井下工业性试验。在Ⅰ型的基础上又经过多次改进，于1993年9月开发出DYZK-Ⅱ型支架电液控制系统，从此就停止了发展[2]。1991年，北京煤机厂研制出第一套BMJ-Ⅰ型支架电液控制系统，并进行了井下工作试验。经过不断地改进后，于1992年4月，通过初步鉴定。随后，我国又改进得到第二代BMJ-Ⅱ型支架电液控制系统，并于1992年12月至1995年5月在井下进行工业性试验。煤科总院太原分院研制的YLT型支架电液控制系统，于1996年进行了井下工业性试验，并于1997年7月通过鉴定。由此可见，我国液压支架电液控制系统研制已经历了十几年时间，但是仍未得到迅速发展，仍然没有得到广泛推广。全国只有少数公司有液压支架。

2 我国电液控制液压支架的不足与建议

美国等一些国家的液压支架电液控制技术无论从理论上还是在实际生产中已经相当成熟。从理论上，我国当前的科学技术水平还是比较高，可以很好地开发电液控制系统，并且能取得很好地成就。但是，从研发历程来看，液压支架电液控制技术没有得到深入的研究和发展。主要原因是我国生产的控制器的抗干扰能力差，可靠性和工作性能不够高，而煤矿井下粉尘大、环境恶劣、噪声大、干扰性大。此外，国产电液控制阀的性能还不够高，主要表现在可靠性低、工作年限短、制造精确度不高等方面[3]。目前我国科研单位主要研究支架控制器的可靠性和电液阀的性能，这对于我国液压支架电液控制系统的工业化实现有重大意义。

我国支架电液控制系统发展是受多方面原因影响的，这些原因阻碍了我国支架电液控制系统的发展，主要原因有以下几点：(1)管理水平低。生产成批产品保证不了加工质量，达不到所要求的指标。(2)受基础工业水平的制约。基本材料的性能、可靠度、加工水平等诸多方面存在较大差距。(3)煤矿经济不景气。近几年，煤矿经济不好，机械化发展资金短缺，缺少市场刺激。(4)力量和资金不足。力量和资金投入分散，低水平重复。(5)故障多。在工作面使用故障多，发挥不了应有的作用。

在实际的研究过程中，开发研究支架电液控制系统需要较大的资金和人力投入，国家和个人都应当重视起来，集中各方面的优势，成立研究中心，积极努力研究开发点液压支架，以便更好地应用于采煤方面，促进经济的快速发展。

3 结语

经过四十多年的综采实践和技术的不断开发和技术创新不间断的研究，我国已成功建立起比较完整的液压支架技术体系，液压支架技术发展对于煤炭工业发展与前进做出了巨大的贡献。在大采高液压支架、放顶煤液压支架以及复杂难采煤层液压支架适应性等方面，我国居于世界领先地位，我国正努力成为世界上最大的液压支架生产国。不断完善液压支架技术体系，继续努力开发关键元部件、高端材料，开发适应于各种新采煤方法和煤层条件的工况自动耦合型液压支架和液压支架新架型，努力发展先进制造科技，建设世界上最强的液压支架制造产业是“十二五”乃至于今后的主要的发展目标。

[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.

[2]北京天地玛珂电液控制系统有限公司.PM31型液压支架电液控制系统技术[R].北京:煤炭科学研究总院,2001.

[3]王国法.液压支架技术现状与发展展望[A].现代煤炭科学技术理论与实践论文集[C].北京:煤炭工业出版社,2007.