简析煤矿综采液压支架电液控制系统的应用
液压支架电液控制系统在薄煤开采中的应用
液压支架电液控制系统在薄煤开采中的应用1我国薄煤层开采主要采用长壁采煤法,但由于开采煤层厚度小,与中厚及厚煤层相比,主要有以下问题。
(1)采高低,工作条件差,设备及人员移动困难。
(2)配套设备可靠性低,稳定性差。
(3)煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层综采工作面的影响比较大。
(4)工作面自动化程度低,手动控制系统,移架速度慢、效率低。
(5)薄煤层长壁机械化采煤工作面的投入产出比高,经济效益不如开采厚及中厚煤层工作面。
2 国内外液压支架的发展趋势主要有以下几个方面。
(1)多样性。
(2)轻型化。
(3)高压化。
(4)材料强化。
(5)自动化。
(6)智能化。
(7)标准化。
3 液压支架操控系统的分类目前液压支架的操作系统可分为三类:第一类为手动临架操作,可选用国内的元件和胶管,在质量上成熟,技术上稳定可靠,价格也较低,但是管路系统复杂,过架胶管多,占用空间大,影响支架高度,妨碍行人,操作阀操作所需用力也较大。
第二类为液压先导操作,选用液压先导阀,采用多芯管制造,制造精度高,质量不易保证,造价高,使用维护难度大。
第三类为电液控制操作,选用电液操作,可实现工作面支架成组、单架程序控制、自动化控制、按键操作等。
4 电液控制系统的原理电液控制系统的核心是,通过电液阀将过去人工控制的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像整套系统的感觉器官一样将工作环境和不同状态的信号传输给系统的中枢神经(通常称为支架控制器),系统将根据不同的工作状态和工艺的要求,执行事先为不同操作所编制好的程序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。
电液控制系统包含电控和液压控制两部分。
液压部分就是支架的液压回路中的新型电液阀组。
原来的手动操纵阀被电液控制阀组中的大流量主控阀取代,主控阀由电液阀组中小流量的电磁先导阀控制。
小功率的电磁先导阀的介入实现了电子控制系统对液压主系统的控制。
电液控制系统的电控部分是一个集成多层次的嵌入式计算机控制系统,也可以说是多机多级的网络控制系统,每一个单元、每一个层次都有其独立的功能,承担应有的任务。
煤矿综采液压支架中电液控制系统应用分析
煤矿综采液压支架中电液控制系统应用分析发布时间：2022-03-11T08:15:51.997Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：李磊[导读] 为了研究煤矿综采液压支架中电液控制系统的设计构成与运用反馈。
淮北矿业集团有限责任公司双龙公司安徽淮北 235000摘要：为了研究煤矿综采液压支架中电液控制系统的设计构成与运用反馈。
本文基于笔者某矿业公司多年相关工作经验，在系统工程原理指引下进行了系统数据采集端、现场执行端、效果反馈端的全过程阐述。
并依据技术发展现状对系统未来发展趋势进行了预估评判。
关键词：煤矿；综采；液压支架；电液控制1引言社会的进步与技术的发展带来了多维导向的机械化替代人工，同时先进的机械化设备也给工作带来了更好的效率指标和安全受控。
以煤矿机械化开采为例，传统的硬连接支架单一应力支护已经不能满足深层煤矿开采带来的复杂应力损害。
而现代综合机械化采煤技术运用的人工智能算法和更加齐全的变应力液压支架中更加适应于非均质性较强的软弱围岩。
加之自动化交变一次表能准确进行不同区域的应力反馈式回传，将数据进行及时的计算融合。
在有限元分析基础上实现实时交互反馈、动态调节以及液压支架电液控制系统的主动介入。
在人机力学、机械防护和安全稳定上都得到了最大化平衡，确保了井下施工人员的本质安全，同时降低了相应岗位的劳动强度，避免了误操作带来的多维安全不受控。
本文基于笔者某矿业公司多年相关工作经验，在系统工程原理指引下进行煤矿综采液压支架中电液控制系统研究，为煤矿本质安全生产提供智能化设备建议和进展描述。
2液压支架中电液控制系统的基本组成由单片机PLC就地远传、现场一次表信号记录和终端控制器分析指挥为代表的计算机自动控制系统能以单线传输、组网运行和数据就地记录3种方式进行自动化鲁棒性的全面保障（图1）。
而依托稳定性较好的网络传输系统、传感系统、控制系统等元器件进行设备保障的液压支架电液控制系统更能适应复杂的煤矿生产环境。
综采液压支架电液控制系统的应用
浅析综采液压支架电液控制系统的应用摘要：本文旨在研究综采液压支架电液控制系统的应用。
首先，通过介绍和分析梯形、三角形和圆形等综采液压支架结构及其工作原理，总结出姿态稳定等各种特性。
其次，通过将控制装置采用由电液控制器组成的整体控制系统，可以实现对各种参数精确控制，及时反应用户的操作要求，提高工作效率。
再者，根据安装环境，采用粘胶夹具系统可以完成综采液压支架快速和精确的安装。
最后，总结出综采液压支架电液控制系统的应用在空中航行控制、地面运输系统等，已被广泛应用。
关键词：综采液压支架，电液控制，梯形结构，粘胶夹具系统，空中航行控制正文：一、综采液压支架的结构及工作原理综采液压支架是在节点和连接杆进行单元支承设计的，它主要由多个部分组成，包括液压泵、储存容器、液压缸、传动阀及各种接口接头等组成。
液压泵的作用是将液体从存储容器中吸出并向液压缸送出；液压缸的作用是提供力学动力，使其能够实现节点和连接杆之间的动态变形；传动阀用于控制液体的流量，以实现节点和连接杆之间的稳定姿态变化。
根据其结构形式不同，综采液压支架可以分为三角形、梯形以及圆形等几种类型。
二、综采液压支架电液控制系统电液控制系统主要由控制装置组成，其主要实现的功能包括：1) 精确控制各种参数，如支架的形状、杆件的位移、支架的力学性能等；2) 快速响应用户的操作要求，对支架的控制可以在较短的时间内完成；3) 不同的控制装置可以实现不同的控制功能，针对复杂环境可以更好地实现控制目标；4) 具有良好的可靠性，避免了人工操作而带来的错误或失误等。
三、综采液压支架粘胶夹具系统粘胶夹具系统是用于安装综采液压支架的高性能安装系统，它可以在复杂的结构环境中实现快速精准的安装。
该系统分为三大部分：粘胶夹具、模具、测量装置。
粘胶夹具可以将支架固定到复杂环境中，而模具和测量装置可以根据安装环境确定支架的安装位置和尺寸。
四、应用综采液压支架电液控制系统已被广泛应用于空中航行控制、地面运输系统等领域，可以针对复杂环境实现精确的控制，为航行控制和运输系统的高效可靠运行提供有效的保障。
液压支架“PM32电液控制系统”在智能化综采工作面的应用
液压支架“ PM32 电液控制系统”在智能化综采工作面的应用摘要：液压支架电液控系统的组成、控制模式、控制过程，液压支架电液控系统在智能化综采工作面的生产过程中的主要优点关键词：设备组成；系统控制；优点前言：综采工作面液压支架电液控制系统是实现煤矿智能化高产高效的关键技术设备，目前国外液压支架电液控制技术已发展到相当成熟的阶段，控制功能不断扩大，对工作面条件的适应能力不断增强，可靠性也得到了大幅度提高，建新煤化公司4212智能化综采工作面液压支架采用德国MARCO公司的PM32型电液控制系统，解决了传统综采工作面的机械手把阀组的系统模式，采用电液阀组由计算机程序控制的电子信号操作，使机械自动化程度和生产效率显著提高。
1 PM32电液控制系统设备的组成、控制模式pm32电液控制系统包含控制器，传感器，液压主阀，上位机和供电系统，通过对液压支架，综采设备的就地和远程控制，实现综采工作面可视化，可控化，实现综采工作面综采设备管理，实现生产过程优化控制，实现综采工作面少人或无人值守自动化。
1.1电液控制系统的组成（1）标准配置在综采工作面上，每一个液压支架安装有1个控制器，3个常规传感器，和1个液压主阀。
工作面控制器之间由架间电缆连接在一起，采用总线技术，构成现场总线控制系统。
工作面电液控制系统和上位机相连，构成生产过程控制系统(SCADA系统)。
电液控制系统传感器可以分为常规传感器和扩展传感器。
常规传感器有压力传感器，行程传感器，红外传感器；扩展传感器有倾角传感器，磁场传感器，超声波传感器，振动传感器，采高传感器，外置报警灯，外置照明等。
（2）供电系统电液控制系统供电来自于12伏直流电源箱，电源箱供电通常采用井下照明电路。
电源箱供电电缆芯线直径不小于4mm²，保证电液系统供电正常。
电源箱的供电范围是90-250AV。
高于250V的供电电压或烧毁电源箱保险丝，低于90V的供电电压，因为系统保护原因，电源箱处于闭锁状态。
煤矿液压支架电液控制系统
系统软件设计
操作系统
采用嵌入式操作系统，如Linux 或RTOS，实现多任务管理和调
度。
编程语言
采用C或C语言进行编程，实现控 制算法和逻辑运算。
人机界面
采用触摸屏或上位机界面，实现 用户与系统的交互。
系统实现的关键技术
实时性
系统需要实时响应液压支架的状态变化，因此需要采用实时操作 系统和优化算法。
煤矿液压支架电液控制系统
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目录
• 煤矿液压支架电液控制系统概述 • 煤矿液压支架电液控制系统的组成与工作原理 • 煤矿液压支架电液控制系统的功能与优点 • 煤矿液压支架电液控制系统的设计与实现 • 煤矿液压支架电液控制系统的调试与测试 • 煤矿液压支架电液控制系统的应用实例与效果分
析
对系统的各项性能指标进行测试，如响应时间、精度等；
测试方法与数据分析
对系统的稳定性和可靠性进行测试。 对测试数据进行记录和分析，评估系统性能；
数据分析 对测试结果进行总结和评价，提出改进意见。
系统优化建议与改进方向
系统优化建议 根据实际需求调整控制逻辑，优化系统性能；
采用更先进的传感器、执行器等部件，提高系统性能；
传感器
04
电液阀组
由多个液压阀组成，用于控制支架的升降、 推拉等动作。其中，主控阀是核心元件，根 据电信号控制阀门的开启和关闭；单向阀用 于保持液压缸内的压力；安全阀用于防止过 载和溢流。
监测支架的状态和位置，将信号反馈给控制 器。例如，压力传感器监测液压缸内的压力 ；位置传感器监测支架的位置。
泵站
初始阶段
早期的煤矿液压支架电液控制 系统主要依赖于进口设备，国
内研发能力较弱。
发展阶段
电液控技术在综采面液压支架中的应用分析
84当代化工研究Chenmical I ntermediate技术应用与研究2019•01电液控技术在综采面液压支架中的应用分析*葛喆鑫(山西焦煤汾西矿业集团公司高阳煤矿山西032306)摘要：电液控制系统对提升回采工作面机械自动化水平具有重要作用，对其研究显得十分有意义。
基于此，笔者对电液控制支架在我国 的发展历程进行了分析，并以山西某矿41502工作面电液控制支架的应用情况进行了研究，结果表明电液控制系统可以有效运行，且在工 作面矿压观测、瓦斯事故预防、工作面自动找平、实现三机联动等方面具有独特的优势。
关键词：回采工作面；电液控制；液压支架中图分类吾：T 文献标识码：AApplication Analysis of Electro-hydraulic Control Technology in Hydraulic Support ofFully Mechanized Mining FaceGe Zhexin(Gaoyang Coal Mine of Shanxi Coking Coal Fenxi Mining Group CO.,LTD.,Shanxi,032306) Abstract: The electro-hydraulic control s ystem p lays an important role in improving the mechanical automation level o f t he working f ace and is o f g reat significance to its research. Based on this, the author analyzed the development o f e lectro-hydraulic control support in China, and s tudied the application o f e lectro-hydraulic control support in 41502 working f ace o f a mine in Shanxi. The results show that electro-hydraulic control system can operate effectively and has unique advantages in mine pressure observation, gas accident p revention, automatic leveling o f w orking f ace, and three-machine linkage.Key words z working f ace% electro-hydraulic control% hydraulic support1.电液控制液压支架发展历程 及应用均较晚，电液控制液压支架在我国经历了技术设备引与西方发达国家相比，我国的电液控制液压支架的研究进、消化吸收、合作开发及综合自主创新研究等过程。
煤矿综采支架选型的分析及电液控制系统的应用
目前 采 煤 机 向 大 功率 、 大截 深 、 高 速 电牵 引方 向发 展 ， 运输 设
备 向大运 量 、 大功 率 、 重型化 、 高强 度 、 多 点驱 动 、 高 自动 化 方 向发 展： 液压 支架 向简 单 实 用 、 高 工作 阻力 、 高 强度 、 高 可 靠性 方 向发 展． 采 用 电液 快速 移 架 系 统 ． 提 高 移 架 速度 和 安全 性 能 。针 对这 种
综 采 作 面 设备 主 要 由采 煤 机 、 刮 板输 送 机 和液 压 支架 ， 通 常
称 为 工作 面 “ 三机 ” ． 只 有 通过 正确 的“ 三机” 配套选型 ． 才 能 充 分 发 挥 设备 的生 产效 能 ． 搞 好 工 作面 设 备选 型 和配 套 是 用好 Ｔ作 面
设 备 的 前 提 １ ． 选 型 原 则
都 必 须保 证 刮 板输 送 机 头有 一 定卸 载 高度 ． 以避 免 底 链 回煤 ④
在煤 质 较硬 、 大 块煤 多 而采 煤 机又 不 带破 碎 装 置 时 ． 应 在 转 载机 中
部 地 段 配 置 破 碎 机
转载 机 的生 产能 力 应 能满 足 综采 工 作 面刮 板 输送 机 的卸 载 要 求 选 用 Ｓ Ｚ Ｂ 一 ７ ３ ０ ／ ７ ５型转 载 机
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
架 型选 择 必须 考 虑支 架 的 相关 尺 寸 、 结 构特 征 ． 支 护性 能 必 须
与煤 层 地质 条 件 、 矿压 显 现规 律 以及 工作 面 配套 设 备相 适应 。 ① 煤 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
煤矿电液控制系统分析
煤矿电液控制系统分析摘要在进行煤炭资源开采过程中，液压支架电液控制系统的应用是煤矿综采工作面自动化生产管理及自动化控制的主要手段。
液压支架电液控制系统不仅能够提高支架的移动速度和操作灵活性，而且还可以实现综采工作面无人或少人操作及支架远程控制，从而有效地确保了操作人员的生命财产安全。
关键词煤矿；液压支架电液控制系统；探究随着科学技术的快速发展，为了更好的提升煤炭资源的开采效率，在综合机械化开采中引入了液压支架电液控制系统，其为煤矿企业的生产自动化和高效生产提出了新的技术理念，是实现煤矿综采工作自动化控制的枢纽和核心，有效地改善了生产条件，提高了煤矿的生产效率。
液压支架电液控制系统是集控制与监测于一体的新型技术，可以对综采工作面设备的运行情况进行有效的检测，以保证煤矿开采工作的顺利进行。
1 煤矿液压支架电液控制系统的概述1．1 液压支架电液控制系统的基本组成。
液压支架电液控制系统一般是由主控计算机、地面计算机、网络交换器、数据转换器、井下交换机、红外传感器、支架控制器、角度传感器、压力传感器、行程传感器、耦合器、电源箱、电磁换向阀组等组成。
支架控制器是其核心部分，传感器是其中比较关键的检测环节，液控主阀和电磁先导阀组成了动作执行环节。
在具体工作过程中，液压支架电液控制系统具有自动化控制、操作灵活、安全可靠等优势，其主要的工作原理是所有支架控制器都是借助通信网络系统，来实现对各项任务的管理，并对内嵌操作系统进行实施调度，借助检测装置可以对采煤机的工作状况进行有效的定位，从而更好的实现自动化控制。
液压支架电液控制系统一般是借助网络变换器来实现的，不仅能够对工作面数据进行有效的管理，而且还能够把工作面数据传输到主控计算机之中，从而实现对整个系统的集中监测监控，完成对对井下数据的实施收集、分析、监测和网络发布。
液压支架电液控制系统中的电液控制阀、31／控制器、行程传感器等能够完成对液压支架的自动推溜、放煤、移架、喷雾等控制，实现对工作面工作状况进行有效的控制和监测，实现跟机自动控制，并且能够与其它设备实现联合控制［1］。
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简析煤矿综采液压支架电液控制系统的应
用
0引言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。
1电液控制系统的发展概况自电液控制系统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。
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。
2电液控制系统控制功能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。
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。
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。
3综采液压支架电液控制系统的使用效果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。
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。
4结束语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。
参考文献：[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.[2]张伟，韩基新.液压支架计算机控制系统[J].液压与传动.2002.。