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发表于 2010-5-11 21:56:45
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煤矿综采液压支架电液控制系统的应用5 R+ {) e/ {9 [- o& z; N
0 引言9 i8 j% X: Q0 U! }4 g
液压支架的使用是煤矿井下采煤由人工劳动到机械化生产的根本性转变。综合机械化采煤在煤矿的推广应用，使我国煤矿生产的技术和生产效率达到世界先进水平。计算机技术和自动化技术的发展，为煤矿生产自动化和高效生产提供了新的出路。电液控制系统的应用使井下采煤实现了由机械化向自动化的变革，是煤矿21世纪的高新技术。电液控制系统集监测与控制于一体，可实现在地面、在顺槽对工作面设备的运作与工况的自动控制与监测，使煤矿井下工作面的生产和管理产生根本性的变化。
% O* ^1 o# m/ C' F5 i" R 1 电液控制系统的发展概况
% U3 M7 C7 @7 c" u5 w/ a% Y- } 自电液控制系统20世纪80年代问世以来，受到各国煤矿的关注。目前，德国多数综采工作面已经使用了电液控制系统。在美国、英国、澳大利亚、波兰也得到广泛应用。20世纪90年代末期在我国神华集团大柳塔矿采用第1套德国DBT生产的电液控制系统以来，先后有5套系统在我国投入使用。由煤炭科学研究总院(天地科技股份有限公司)与德国玛珂系统分析与开发公司共同提供的第1套综采放顶煤液压支架电液控制系统，代表了当前电液控制系统发展的最新水平。该系统在兖州兴隆庄煤矿井下正式运行，成为我国及世界综采放顶煤第1套利用电液控制系统的工作面。# Z8 Q b. F; w5 ~
多年来困扰综采液压支架电液控制系统在中国推广使用的一个主要问题就是价格问题。为进一步降低成本，煤炭科学研究总院(天地科技股份有限公司)与德国玛珂系统分析与开发有限公司在北京成立了合资经营公司，即天地玛珂电液控制系统有限公司。该公司采用德国玛珂公司电液控制系统的关键技术，大部分元件在中国生产，由德中双方技术人员提供高质量的技术服务。天地科技股份有限公司是煤炭科学研究总院转制的专业从事煤炭科技开发与装备生产的大型科技企业。具有几十年从事煤炭科技开发和装备生产的经验。具有一批高水平的专家和技术队伍。德国玛珂系统分析与开发公司是专业从事液压支架电液控制系统开发和装备生产的公司。20多年来该公司开发的系统在德国煤矿的市场占有率达 70%以上，同时远销美国、英国、波兰、俄罗斯等国家。两家合资开发适用于中国市场的液压支架电液控制系统，将大幅度降低产品价格，提高服务质量，保证产品备件的供货。天地玛珂电液控制系统有限公司的成立充分体现了中德双方技术的优势组合，对加速我国煤矿自动化水平的提高将起到重要作用。& ]# J: ?# O* r) u6 ^. |
2 电液控制系统控制功能0 h& d. Y8 C! _( ^6 @; S
电液控制系统技术的核心是，通过电液阀将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。液压支架不同位置的传感器将工作环境和不同状态的信号传输给计算机，计算机将根据不同的工作状态和工艺的要求，对电液阀发出控制信号，达到对工作面设备进行控制的目的。目前综采液压支架电液控制系统已经达到在工作面实行自动控制、在工作面顺槽进行控制及在地面实现对工作面设备的控制等三种控制功能。
! l. ], G, u J" ^! a: ?! j0 G' n 2.1 在工作面实行自动控制 通过在支架上安装的PM31控制器、压力传感器、行程传感器、电液控制阀，实现液压支架的自动移架、自动推溜、自动放煤、自动喷雾等成组或单架控制。也可以实现对支架的单个功能进行控制。2.2 在工作面顺槽进行控制 在井下工作面顺槽的主控计算机上实现对工作面工作状况进行监测和控制。根据工艺的需要，可实现跟机自动控制或与其它设备的联合控制。; x0 m. T1 V3 X5 \1 i% N2 o- m7 A
2.3 在地面实现对工作面设备的控制 地面监控主机通过光纤或MODEM与井下中心控制主机通信，实现在地面对工作面设备的控制。
$ H9 h' _, @, L) E5 c! | 3 综采液压支架电液控制系统的使用效果( {4 h0 q- v& @9 m6 \
3.1 大幅度地提高了井下生产效益，改善了井下工人的劳动条件 电液控制系统的采用，取消了人工控制过程中的辅助时间，反应速度快，可以通过计算机来合理地安排采煤工序，最大限度地发挥机械设备的最大能力。可以对支架进行编组运行，同时对多个支架进行操作。因此，可大幅度提高采煤机械的利用率和生产效率。在薄煤层刨煤机工作面，电液控制系统可实现跟机定量推溜和自动移架。在工作面顺槽的远程控制，使井下无人工作面成为现实，成功地解决了薄煤层自动化开采问题，井下工人的劳动条件得到根本的改善。
r& y, W P6 {) V7 i W5 k 3.2 改善了工作面顶板支护状况，有利于生产安全 保证工作面液压支架的初撑力、带压擦顶移架都是效措施。电液控制系统集监测与控制于一体，合理地解决了在工作面支护中，液压支架初撑力达不到额定阻力和带压移架问题，为改善工作面顶板的维护提供了有利条件，可减少顶板事故的发生。同时，由于操作人员可邻架控制、远离工作面控制，故可避免遭受冲击地压、粉尘等矿井灾害的袭扰，保证人员的安全，同时，电液控制系统的使用为实现井下无人工作面提供了可能性，使我国煤矿生产的自动化提高到一个新的水平，进一步保证了人员的安全。
5 ]' I1 b6 |: e9 E/ z 4 结束语
# t. H2 D: Y5 J' |$ R 液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备，是综采的关键设备。随着综采液压支架电液控制系统在中国的推广应用，技术进步给煤矿带来的经济效益和深刻变革将逐渐被人们所认识。电液控制系统对于煤矿工人来说将不再是陌生的技术，而成为井下生产所必不可少的技术装备。随着近年来电子计算机和自动控制技术的发展，采煤技术设备的自动化也日趋成熟，液压支架的电液控制也随之发展起来。同时，煤矿综采液压支架电液控制系统的应用，为煤矿生产的高效、安全和煤矿工人劳动环境及形象的改变提供了条件。综采的使用使煤矿实现了由人工操作向机械化的变革，而电液控制系统的使用则使井下采煤实现了由机械化向自动化的变革，是煤矿21世纪的高新技术，将会给煤矿带来明显的社会效益和经济效益。
4 U i9 G' p) T# ~6 S& e5 S参考文献：
. E6 v8 k4 E) H# s5 z[1]张良.液压支架电液控制系统的应用现状及发展趋势[J].煤炭科学技术.2003.* V8 }& T% M/ G: G) z: k
[2]张伟，韩基新.液压支架计算机控制系统[J].液压与传动.2002. |
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