液压支架电液控制系统的发展及简介

液压支架电液控制系统的发展及简介

[摘要]液压支架是煤矿开采的重要设备之一。液压支架在煤矿开采过程中负责煤层的支撑和控制工作面的顶板，将采空区与作业区相隔离，避免矸石进入回采工作面。液压支架电液控制系统是目前煤矿支护设备的先进控制方式，是集机械、液压、电子、计算机和通信网络等技术于一身，科技含量高，是煤矿综采的一项高科技产品。液压支架电液控制系统不仅可以自动控制液压支架的动作，而且可以实现邻架及异地控制液压支架，降低开采一线工人的劳动强度，大大提高一线工人的工作环境，保证煤矿企业的安全生产。

【关键词】煤矿液压支架；电液控制系统

随着科学技术的发展，液压支架电液控制系统正逐步应用到我国煤矿企业中。电液控制系统的推广，使煤矿生产由机械化生产向自动化控制生产迈进。不仅提高了煤矿生产效率，而且改善了煤矿生产的工作环境及安全条件。

1.电液控制系统的发展概况

1.1国外电液控制系统发展

为了便于井下开采实现自动化，改善工作环境，美国、德国等国家于20世纪70年代最先开始研制、开发液压支架电液控制系统。电液控制系统在国外，80年代进入试运行阶段，90年代技术基本成熟，逐步应用于煤矿综采。国外应用电液控制系统较多的有德国、美国、英国、澳大利亚、波兰等。其中尤以德国、美国应用最为普及化，其各项技术指标也属领先地位。德国采矿技术有限公司(DBT)生产的PM4控制器，德国玛坷公司(MARCO)生产的PM31、PM32控制器，美国JOY公司的RS20控制器装配了故障诊断预警装置，通过刮板输送机、采煤机等进行联动、实现远程操控。

1.2国内电液控制系统发展

在我国，1991年北京煤机厂和郑州煤机厂首次研发液压支架电液控制系统，在井下工作面进行工业试验，但由于各种原因未能大批量生产。

1996年，煤炭科学研究总院太原分院试制电液控制系统，进行了我国首家整套工作面生产实验。

2001年7月，北京天地玛珂电液控制系统有限公司成立，北京天地玛珂电液控制系统有限公司注册于北京市中关村科技园区昌平科技园，由央企中国煤炭科工集团下属上市公司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合资成立。公司专业从事液压支架电液控制系统、智能集成供液系统、综采

自动化控制系统等技术和装备的研究开发、生产、销售和技术服务等业务。致力于提高中国煤矿综采自动化水平，改善煤矿开采安全生产环境，降低煤矿一线工人的劳动强度。公司自成立以来，一直保持着较快的发展速度，年均复合增长速度保持在43%，2010年实现销售收入3.15亿元。截至2011年6月30日，成功推广应用电液控制系统172套，占国产液压支架配套电液控制系统市场份额的62.8%;其中天玛公司自主研发的SAC型液压支架电液控制系统成功推广应用71套，占国产液压支架电液控制系统市场的69.6%，处于市场领先地位。

2005年，航天科技研制出液压支架电液控制系统的控制器，达到了设计标准，但未进行大批量生产。

虽然我国已有多家企业研制成功电液控制系统，但由于价格、可靠性、软件设计等原因，国外企业生产的电液控制系统仍在我国占有重要市场。

2.电液控制系统组成、功能及特点

2.1组成

液压支架电液控制系统由地面主控计算机、数据传输网路、液压支架电液控制器组成。地面主控计算机采用可靠性高、抗干扰能力强的计算机作为主控计算机。数据传输网络包括井下交换机、数据转换器、数据传输线缆、耦合器、电源箱等。液压支架本体上安装有支架控制器、行程传感器、压力传感器、红外传感器、角度传感器、电磁换向阀组等，电液控制系统的最终执行机构为电液阀。

2.2功能

液压支架电液控制系统可实现地面主控机对井下工作面液压支架的自动控制，完成液压支架的推溜、自动移动、放煤、喷雾等动作。在工作面，通过在液压支架上安装的行程传感器、压力传感器等将工作环境等信息传输给计算机，通过数据分析、运算，计算机根据生产工艺要求，对控制器、电液控制阀进行控制，实现液压支架的自动推溜、自动放煤、自动移架、自动喷雾等多架或单台控制。多个支架控制器通过数据总线组成一个通信网络，各种动作的管理以及实时调度由系统软件中的内嵌操作系统来完成，通过检测装置定位采煤机、掘进机，使工作面的液压支架动态跟进，形成高效、安全的自动化生产控制系统。

2.3特点

液压支架电液控制系统采用计算机作为控制核心，运算速度快、处理信息量大，能够方便地监控、查看井下工作面的液压支架、采煤机及输送机等相关设备的运转情况。在显示器上直观的显示各种井下实时数据，可根据生产实际情况设定、修改控制参数，通过远程操作，控制液压支架各种动作以及紧急停止。

传统的液压支架控制方式为人工操作控制阀，控制液压支架的动作，当液压支架立柱密封圈等存在安全隐患时，极易造成人员伤害事故。而电液控制系统以

计算机为控制核心、电液阀为执行机构，大大降低人员劳动强度，同时提高了人员的安全系数。

3.结束语

液压支架是采煤工作面的关键支护设备。电液控制系统的发展及应用，降低了工人的劳动强度，改善了煤矿开采的安全生产条件。然而，我国的电液控制系统尚未完全成熟，部分元部件仍依赖于进口，总体来说我国的液压支架电液控制系统的可靠性需要提高，打破控制器长期以来被国际大公司垄断的局面，对煤炭生产及煤机制造行业具有显著的社会效益和经济效益。