几种矿用电液控制液压支架系统的分析(全文)

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【摘要】综采工作面支护质量监测是要保障支架的完好性能及支架与围岩的作用关系，减少支架与围岩事故率，辅助工作面的生产管理，确保综采工作面的高产高效和生产安全。支架采用电液控制，利用计算机配合压力传感器和控制电液阀组，实现定压双向移架或成组程序自动移架，防止对顶板和支架出现冲击负荷，提高移架速度。这能够大幅提高效率，为实现煤矿井下生产自动化提供了技术保证。本文主要阐述了电液控制系统、支架及顶板状态信息的自动采集系统等问题。

【关键词】电液控制；液压支架；自动采集系统

综采工作面支护质量监测是要保障支架的完好性能及支架与围岩的作用关系，减少支架与围岩事故率，辅助工作面的生产管理，确保综采工作面的高产高效和生产安全。支架采用电液控制，利用计算机配合压力传感器和控制电液阀组，实现定压双向移架或成组程序自动移架，防止对顶板和支架出现冲击负荷，提高移架速度。这能够大幅提高效率，为实现煤矿井下生产自动化提供了技术保证。

1、电液控制系统

电液控制系统技术的核心是，通过电液阀把过去人工控制操作变为由计算机程序控制的电子信号操作。当下综采液压支架电液控制系统已实现了以下控制功能：在工作面实行自动控制；在工作面运输巷进行控制；在地面实现对工作面设备的控制。

2、支架及顶板状态信息的自动采集系统

2.1支架及顶板状态信息自动采集系统的组成

支架压力监测系统主要由支架压力监测单元、井下中心站、地面监测中心和相关的电源组成。支架压力监测单元与井下中心站采用特种铠装电缆连接，而井下中心站与地面主机采用两芯信号线连接。

2.2WS1.7/210/450型系统

（1）系统整体结构

德国WS1.7/210/450型电液控制掩护式液压支架的电液控制系统为PM液压支架对顶板作用力的变化基本上正比于立柱下腔内的液体压力的变化。能通过监测立柱下腔内的液体压力的变化来了解液压支架与顶板的相互作用状况，判断支架是否处在良好工作状态。

WS1.7/210/450型电液控制掩护式液压支架的立柱下腔装有压力传感器，能连续监测立柱下腔压力变化，传送到支架控制箱和巷道服务器内，并输送到地面调度中心计算机中储存，能够打印出任意一台支架的工作状态曲线。

支架电流控制系统是微处理技术与液压控制技术有机结合的产物，是机电一体化产品，支架控制箱SCU是电液控制系统的核心，此装置可以接收与支架相关的测量数据。

SCU的电子硬件部分使用了一个高功率的单片处理机，具有64k存储应用程序，其中EPROM（可擦可编程的只读存储器）存有用以在SCU通电时启动微型计算机的程序。但EPROM不包括操作系统及用户应用程序。以0连接控制、存储管理、显示盘及其他内部逻辑操作所必需的硬件则由ASIC模块组成（专用集成电路块）。

压力传感器用以监测立柱下腔压力，并转换为电信号输入SCU中，PM4系统的压力传感器功率消耗低，这种压力传感器的基本部件是一个焊在“单臂电桥”薄板上的应变测量装置。传感器内的放大器确保在0-45MPa的压力范围内产生相应的0.2-1mA的电流输出。压力传感器的液压插头DN10用来与被测体的液管连接，另一侧的SKK24插座与信号电缆连接，再接到SCU上。

位移传感器用以监测推移千斤顶在整个行程范围内的位置，并转换为电信号输入SCU中，PM4系统的位移传感器为舌簧接触杆式，传感器装在推移千斤顶的空心活塞杆中，它由环形磁铁、舌簧杆和电阻器组成。在推移千斤顶空心活塞杆伸缩时，环形磁铁控制舌簧杆接头与电阻器开关，改变电阻，改变输出电压。其测量精度在4mm以内。此传感器的优点是提供相对量，所以，采煤机的载深可以连续监测支架移动的变化。

如图1所示为SCU内部存储的WS1.7/210/450型程序液压支架主菜单。

（2）工作特点

WS1.7-210/450型电液控制掩护式液压支架具有以下工作特点：

（1）提高了支架推移速度，为提高采煤机制煤速度提供了保证。同时，确保了液压支架额定初撑力。

（2）采用电液控制系统，在移架过程中，实现了定压、带压移架，防止了对工作面顶板和液压支架间产生频繁的冲击载荷，既保护了顶板围岩的稳定，又能减少支架事故发生，延长液压支架的使用寿命。

（3）可以避免用多芯胶管或高压胶管过架时被砸伤、挤破等，使用时更加可靠方便。

（4）可以提高工作面输送机推移质量，实现工作面平直。

它可以与采煤机和输送机的自动控制系统配合联动，实现全自动化综采工作面，支架与采煤机的运行状态和数据能传输到井下主控制台和地面矿井中央控制室，以实现整个煤矿井下生产的自动化管理。

参考文献

[1]刘茂林，刘毅涛.上湾矿DBT液压支架PM4电液控制系统.煤矿机械，2006年

[2]王国法，朱军.液压支架电液控制系统的分析和展望.煤矿开采，2000年

[3]伍小杰，于月森，彭利明，徐亚军.液压支架电液控技术的现状及展望.煤炭科学技术，2009年

[4]赵志勇.综采液压支架电液控制系统.中小企业管理与科技，2008年

几种矿用电液控制液压支架系统的分析

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