液压支架电液控制系统概述

带压移架
系统自动适应煤层厚度的变化。
如果煤层变薄，顶板压力通 过活塞杆使立柱下腔压力升 高，打开支撑保持阀进行回 液，立柱就降低，直到立柱 下腔压力与支撑保持阀整定 压力相等为止。
如果煤层变厚，立柱 支撑力推活柱上升，高 压乳化液通过节流孔补 入立柱下腔，从而保证 顶梁始终与顶板接触， 移架时，使顶板受到一 定程度的支撑力。
注：德国的PM4电液控制系 统初撑力保证功能就是这样实现的
优点2—带压移架
采用电液控制系统，在移架过程中，易于实 现带压移架，减少了工作面顶板对液压支架 产生频繁的冲击载荷，保护顶板围岩的稳定， 延长液压支架的使用寿命。
优点3—改善采煤机与刮板机的工况
移架步距准确，切顶线整齐，改善了支护效 果，并且使刮板输送机和整个工作面直线性 好，采煤机截深准确。改善了刮板输送机和 采煤机的工况。另外多架同时推溜，使刮板 输送机缓慢弯曲，避免溜槽连接处产生过大 的应力。
液压支架的分类
根据支护方式和结构特点，液压支架分类如下：
垛式液压支架 适用于稳 定顶板的 采煤工作 面 适用于不稳定 顶板的采煤工 作面
支撑式液压支架
液 压 支 架
节式液压支架 圆弧式支架 双纽线型支架
掩护式液压支架
支撑掩护式液压支架
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液压支架控制系统的发展历程
集 中 自动化控制
控制 功能
单架/ 单架/成组支架 自动程序控制
与采煤机联动 的自动化控制
液压支架电液控制系统的优点
综采无人工作面
综采三机的“联动” 综采三机的“联动”
保证额定初撑力
带压移架
改善采煤机 和刮板及的 工况
自动化管理
电液控制系统的发展方向
1、降低成本 2、提高可靠性 3、加快动作速度 4、提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适 用范围。
(4)提高对复杂地质条件的适应能力，扩 大适用范围。
根据国外估计，今后主要会发展分散式单架 控制系统，提高适应性，加强编程，数据采 集处理、显示和通讯的能力。例如控制程序 可远距离装入或修改。使电液控制系统的程 序适应不同的地质条。
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优点1---保证额度初撑力
保证液压支架额定初撑力，电液控制系统可 以通过压力传感器反馈信号或通过延长控制 电磁先导阀的供电时间来实现支架初撑力自 保。保证额定初撑力，减少了立柱的增阻所 需时间，提高了支护效率，而且全工作面支 架初撑力均匀一致，改善了顶板的管理。
液压支架及其电液控制系统 概 述
报告人：
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主要内容
液压支架概述
液压支架电液控制系统
电液控制系统发展方向
液压支架概述
液压支架是以高压液体 为动力，由金属构件和液 压系统以及控制系统组成。 它能实现支撑、切顶、自 移和推溜等工序。 液压支架可与采煤机、 可弯曲刮板运输机组成回 采工作面的综合机械化设 备。
手动本架控制
手动邻架液压控制
手动先导邻架液压控制
电液程序控制
电液控制系统
电液控制系统技术的核心： 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。
电液控制系统一般模型
127V
电源箱
12V
支架控制单元是由 支架控制器、电磁 驱动器和传感器等 组成 ，这是我国支 架电液控制的主流 产品,市场占有率在 85%以上 。
井下主控 计算机
NO.1支架 控制箱
NO.1支架 控制箱
··· ···
压 力 传 感 器
电液控制阀组
行 程 传 感 器
液压系统
主流控制器
利用电磁铁推动阀 芯来控制液流方向 的。操作轻便，容 易实现自动化操作。
三位四通阀
保证初撑力
对于坚硬顶板，①导致顶板下沉 增大，造成煤壁处切顶或漏顶；② 导致顶板来压对支架产生动负荷， 形成冲击压力，恶化了支架的工况。 ③支架与顶、底板的摩擦力小，冲 击载荷瞬间作用于推移系统和输送 机上，造成支架推移系统损坏。
(1)降低成本
目前支架电液控制生产批量不大，标准化程度 低，工艺要求和生产成wk.baidu.com较高，影响其大量 推广。 因此降低成本，尤其是传惑器、控制装置和 电磁阀等关键元部件，是今后面临的重要问 题。
(2)提高可靠性
由于井下作业环境和维修困难，要求发展 可靠性高的元部件。 例如： ①发展无接触式传感器，装在油缸内，受到 保护免受机械损坏和磨损。 ②压力传感器要提高抗干扰能力，过载保护， 阀门和电子元器件要有足够的使用寿命和 抗污染能力。
优点4—自动化管理
电液控制系统可与采煤机和刮板输送机的自 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可以传输到 巷道中主控制台和地面中央控制中心，便于 实现整个矿井的自动化管理。
目的
对支架的控制实现了自动化，降低工人的劳 动强度, 改善工人的劳动条件，减少工作 面工人。最终实现无人综采工作面。
泵 站 电 机 油 箱
液 单 阀 控 向
操 阀 纵
掩 护 式 液 压 支 架 结 构 图
立柱倾斜布置， 以利于支架承 受水平力。 掩护梁把工作 区与采空区隔 开，并承担采 空区矸石的载 荷。
圆弧式液压支架
掩护梁和底座只有一 个铰接点
支架升架时，顶梁沿 圆弧轨迹运动，梁端 距变化大，不利于靠 煤壁处顶板的支护
推溜过程
液压支架 煤 壁 采煤机 刮板输送机
推溜时，要求输送机按一定的曲线弯曲， 以减小刮板输送机在弯曲段的磨损。 推溜一个行程后，保证刮板输送机处于直 线状态，以减小采煤机的牵引阻力。
换向阀 换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动， 使油路接通或切断而改变油流方向的阀。 按阀体连接的主油路数可分为二通、三通、 四通等。 按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、 三位、四位等。 按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、 电磁动、液动、电液动等。
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控制器
主 流 电液控制器
德国DBT公司 PM4型 控制器
德国 MARCO公司 PM31型 PM32型 控制器
美国JOY公司 RS20型 控制器
德国 EEP公司 PR116型 蒂芬巴赫 ASG5型
PM31电液控制系统 PM31电液控制系统
液压支架电液控制系统控制功能
修理状态下 的手动控制 单架单动作 双向邻架控制
对于中等稳定及破碎顶板来说，初 撑力不足时不能有效控制上覆岩层 的离层，使上覆岩石失去了整体承 载能力，当顶板来压时，上覆岩层 逐层断裂而破碎．导致漏顶。
液压系统
立 千 顶 柱 斤 卸 阀 固 初 力 荷 （ 定 撑 ）
安 阀 流 ) 全 (溢 阀 刮 输 机 板 送 推 千 顶 移 斤
旁路回液的快 速移架系统， 支架回液不经 过操纵阀而直 接流回主干路， 大大减少了回 液阻力损失， 加快了移架速 度。
(3)加快动作速度。随着综采技术的发展， 要求液压支架的控制更快。
1、液压系统有足够的通流能力。 2、电液控制和数据传输及处理速度能更快。 3、在条件适宜的地方尽量采用支架与采煤机 联动等控制方式并与采煤机的速度相匹配。 4、采用隔架移动多架同时操作。 5、尽可能减少本架各个动作之间，以 及架与架之间的动作接续时间。
双纽线型液压支架
四连杆机构 梁端的轨迹是双纽线，梁 端距变化小，利于煤壁主 顶板的维护 可以克服作用于支架上的 水平力 顶梁与掩护梁之间的三角 区容易填塞矸石，影响顶 梁与顶板的结合。
手动控制液压支架
进液 回液
电液阀工作原理
电液阀组为单元 组合结构。每个 单元包括电磁先 导阀和对应的液 控换向阀。 电磁先导阀是靠 电磁线圈通电产生 的吸力而动作的， 一个单元有两个电 磁线圈，分别控制 两个动作。
根据工作面的作业规程，确定采煤机运行 到某一位置时哪些支架应相应地执行什么 动作，这些操作要求被编成程序存入系统 中，系统根据采煤机位置的信息自动发出 命令指挥相应的支架控制器完成这些操作。 支架的正常动作过程完全自动地进行。
与采煤机联动的自动控制
煤 壁 侧
采煤机位置监测发射机
采煤机位置信息接收机
电磁先导阀的动作
①系统正常工作——靠 电磁线圈的吸力 ②系统异常——直接按 压推杆的外端，推杆带动 先导阀芯动作
杆外端封有胶护罩，供手动按压。 在停电、电控系统有故 障或其 他临时不使用电控系统的情况下， 作为应急操作，可直接按推杆使 先导阀动作，但不允许经常这样 操作，因为易导致损坏。
跟机自动化（联动自动化） ---支架控制的高级功能