浅议煤矿液压支架自动化系统的应用

奥 凯（陕煤集团神南产业发展有限公司，陕西 榆林 719300）

浅议煤矿液压支架自动化系统的应用

奥 凯
（陕煤集团神南产业发展有限公司，陕西 榆林 719300）

摘 要：作为现今煤矿企业最先进的井下支护设备，液压支架电液控制系统集机械、电子、计算机、网络、液压等技术于一身，实现了液压支架的自动控制，提高了开采效率，有效提高了煤炭企业的生产安全。本文结合煤矿生产，阐述一下煤矿液压支架自动化系统的具体应用。

关键词：煤矿生产；液压支架；自动化系统；应用

一、引言

综合机械化采煤技术在我国的煤炭开采中的应用比较普遍，已经接近了世界先进水平。随着计算机自动化技术的进步，机械化采煤与自动化管理实现了有效的结合，实现了采煤自动化。液压支架自动化系统作为实现采煤自动化的重要设备，在矿井中起着支撑煤层和控制工作面顶板的作用，隔离了作业区与采空区，保证了煤炭自动化开采的安全性与高效性。

煤矿液压支架自动化系统的研制与应用，起始于20世纪70年代，到90年代初期，在发达工业国家实现了成熟，同时期我国开始了煤矿液压支架自动化系统的研发工作，到21世纪初，随着集成计算机智能化技术的研发成功，我国开始在煤炭开采中逐步应用煤矿液压支架自动化系统，与国外同类系统相比，我国产品在性价比方面还存在着一定的差距。

二、液压支架自动化系统综述

液压支架自动化系统由主机、支架控制器和CAN总线网络组成。支架控制器上的传感器监测并感应液压支架的工作状态，通过CAN总线网络实现信息与指令的往返传递，主机对信息加以分析处理，实现液压支架的自动化控制。

液压支架自动化系统主要由支架控制器、人机操作界面、传感器（压力、位置、行程等传感器）、电液阀组、电源箱、隔离耦合器、网络变换器、监控主机等装置构成。通过这些元器件的综合作用，实现开采速度、设备姿态、技术参数等数据的汇总与处理，完成液压支架的移动、输送机的前后推动等动作的调度，从而实现采煤自动化。

1 支架控制器。支架控制器是液压支架自动化系统最核心部件，支架控制器相当于一台微型计算机，能够依据事先存储的控制软件对各种指令进行接受、译码、执行、控制等操作任务，实现对液压支架的20个动作的有效控制。

2 人机操作界面。人机操作界面是显示与接收操作者指令的工作界面，可以将参数设置值、故障信息、状态信号等多种信息显示为汉字、数字等操作者可读的状态，操作者可以对各种参数进行修改，实现良好的人机沟通。

3 传感器。传感器的作用类似人体的神经系统。各种各样的传感器在液压支架、采煤机等机械设备的不同位置，监测各种动作和各类情况，及时将压力、行程、位置等信息上传至支架控制器，为控制器分析处理相关信息提供最真实的素材，为实现整体系统的自动化控制提供基础数据。

4 电液阀组。电液阀以组合的形式出现，称作电液阀组，每一套电液阀组都包括液控换向阀和电磁先导阀，根据电感原理与电磁现象，利用电磁吸力推动电磁先导阀，产生不同的控制动作，实现对液压支架的有效控制。为了增加安全防范性，一般都另外设置了手动的方式实现控制动作。

5 电源箱。自动化系统必须选用防爆型电源箱，输入127V交流电，经过变压装置，降压为12V电压输出给支架控制器。

6 隔离耦合器。隔离耦合器的作用是实现相邻支架控制器的电气隔离，需要注意的是，隔离耦合器与被隔离的支架控制器不能使用同一电源；在隔离耦合器内部，为了实现数据通信的双向传输，需要设置4个光电耦合器。

7 网络变换器。网络变换器的功能是通过收集与监控数据，达到控制整个自动化系统的完整检查，比如：监控数据的上传下达；监控支架控制单元以及传感器等设备的动作状态；监控采煤机位置信号；监控参数调整、跟机控制指令等是否到位，

8 监控主机。监控主机安装在运输巷控制中心，汇集与存储数据，通过向位置检测系统输入参数，实现采煤机位置的位置监测与自动控制。

9 乳化液。液压支架离不开乳化液，乳化液的质量直接关乎到液压支架的支撑效果和生产安全性。所以在此说说乳化液的注意事项：①必须选用有国家检测部门检测报告和煤矿安全标志证书的乳化液。②必须严格按规定比例配制乳化液，必须混合充分，严禁出现浓缩液结块现象；所用清水的质量必须符合MT76—2002标准，每月做一次水质检测。③在实验室条件下，按照MT76—2002标准，每周做一次乳化液检测，每天用手持式折射仪对使用中的乳化液进行检测；④乳化液的PH值必须保持在7—10之间，每周检测一次，对于pH值不合格的乳化液，需及时更换。

三、液压支架自动化系统的应用效果

1 可以有效提高开采效率，改善工作条件。自动化系统可以有效减轻工人的劳力付出，可以缩短持续劳动时间，可以降低劳动强度。计算机控制下的自动化系统，能够自动链接各个相关工序，可以实现若干液压支架的协同，可以实现远程操控。所以，该自动化系统可以有效提高开采效率，改善工作条件。

2 可以强化开采面的支护条件，提高安全系数。自动化系统可以有效实现开采作业面的监测，可以随时感应到作业面顶板的压力变化情况，可以随时自动调整支护力，这样就可以有效防止片帮冒顶等事故的发生。另外，远程操控可以有效避免粉尘、坍塌等危险事故的不良影响，有效提高安全生产系数

3 有效提升煤矿企业的经济效益。自动化系统的应用，可以有效减少人员密集型生产格局，有效节约人工劳务费、培训费、保险费等支出，可以通过减员增效提高经济效益。另外，自动化系统可以有效避免人工手动的随意性和不确定性，可以有效降低煤矿设备的不必要的磨损和消耗，可以有效减少维护支出，进而实现经济效益的提升。

4 有效提升煤矿企业的社会效益。自动化系统操作简单，可靠性高，是计算机技术、检测技术、通信技术的有效融合，最大限度地保证了高产的安全性，有效提升了生产安全系数，级大地降低了煤矿生产事故和人员伤亡事故的发生，从而提升煤矿企业的社会效益。

结语

总之，煤矿液压支架电液自动化系统可以有效保证煤矿生产的高效与安全，改善煤矿工人的劳动强度和劳动环境，提升煤矿企业的经济效益与社会效益，值得推广。

参考文献

[1]韩续友.煤矿液压支架电液控制系统及应用环境探析[J].中国新技术新产品，2012（10）.

[2]张国君.浅析煤矿自动化系统的应用[J].科技资讯，2012（01）.

[3]任红飞，路波.探讨煤矿开采液压支架电液控制系统应用[J].建筑论坛，2014（06）.

中图分类号：TD353

文献标识码：A