煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用綜述

王艾軍

（山西焦煤集團(tuán)屯蘭礦，山西 古交 030020）

引言

在煤礦開采技術(shù)快速發(fā)展的背景下，煤礦開采的機(jī)械化發(fā)展，不僅提升了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，而且促進(jìn)了煤礦綜合開采工作的智能化發(fā)展。在煤礦機(jī)械化開采的發(fā)展中，液壓支架電液控制系統(tǒng)的運(yùn)用，不僅能夠保障控制系統(tǒng)的自動化發(fā)展，也能夠提升生產(chǎn)管理工作效率，保障煤礦開采的安全生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)條件的改善。煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)煤礦開采設(shè)施的建材與控制，通過自動化技術(shù)的滲透，從而保證煤礦井下開采機(jī)械化的健康發(fā)展。

1 液壓支架電液控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用價(jià)值分析

1.1 結(jié)構(gòu)

在煤礦企業(yè)的機(jī)械化發(fā)展下，煤礦液壓支架的電液控制系統(tǒng)是企業(yè)開采智能化發(fā)展的重要技術(shù)之一，其主要涉及到液壓支架部分、控制部分和網(wǎng)絡(luò)管理部分。在液壓支架構(gòu)成上，需要由一系列的支架控制單元件構(gòu)成，其核心在于借助傳感器進(jìn)行檢測，通過液壓控制閥與電磁先導(dǎo)閥組成，實(shí)現(xiàn)后續(xù)控制的命令執(zhí)行。在控制部分上，主要借助液壓控住閥構(gòu)成系統(tǒng)的控制部分，其實(shí)際的應(yīng)用具備操作簡易操作性，并且在自動化控制上，能夠安全可靠，實(shí)現(xiàn)支架群的配合協(xié)調(diào)。在網(wǎng)絡(luò)管理上，所有支架控制器通過總線技術(shù)構(gòu)成一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，各項(xiàng)任務(wù)的管理與實(shí)時(shí)調(diào)度通過內(nèi)嵌操作系統(tǒng)來完成，利用檢測裝置定位采煤機(jī)，使工作面支架及時(shí)跟隨，實(shí)現(xiàn)自動化控制。工作面支架電液控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理是由網(wǎng)絡(luò)變換器來實(shí)現(xiàn)的，它既可以管理工作面數(shù)據(jù)，又可以將工作面數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器傳入主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的集中監(jiān)測監(jiān)控，主控計(jì)算機(jī)再通過井下交換機(jī)將電液控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳入地面計(jì)算機(jī)，從而完成對對井下數(shù)據(jù)的監(jiān)測、分析和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

1.2 應(yīng)用價(jià)值

由于實(shí)際采煤過程情況相對復(fù)雜，在當(dāng)前的技術(shù)分析上，我國煤礦的電液控制系統(tǒng)存在一些問題，難以滿足企業(yè)開采機(jī)械的自動化發(fā)展要求。同樣由于控制系統(tǒng)對于生產(chǎn)流程和采煤效率存在一定的制約。因此，在煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)中，通過電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠讓系統(tǒng)控制能力和效率提高，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，借助機(jī)械的自動化發(fā)來提升生產(chǎn)效率，從而保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以改變我國當(dāng)前的機(jī)械化開采運(yùn)行流程，同樣也能夠優(yōu)化開采過程中的監(jiān)督工作，為后續(xù)的生產(chǎn)資源的優(yōu)化分析提供保障[1]。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

雖然我國的液壓支架電液控制系統(tǒng)在20 世紀(jì)90 年代初進(jìn)行研發(fā)，由北京煤機(jī)廠和鄭州煤機(jī)廠分別研制出了支架電液控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了井下工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，但是在實(shí)際的煤礦機(jī)械化發(fā)展中沒有得到運(yùn)用發(fā)展。直到我國煤炭科學(xué)研究總院太原分院，在1996 年研制液壓支架電液控制系統(tǒng)，且進(jìn)行了全套工作面井下工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。在2005 年，我國研發(fā)企業(yè)能夠自主研發(fā)煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)，但是在實(shí)際的應(yīng)用上還是依賴于外國的機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致自主研制的液壓支架電液控制系統(tǒng)還沒有得到良好推廣應(yīng)用，造成我國煤礦的生產(chǎn)自動化目前還是主要依賴于進(jìn)口產(chǎn)品。

2.2 國外現(xiàn)狀

在國外的研究中，美國與德國在20 世紀(jì)70 年代就開始研發(fā)液壓支架電液控制系統(tǒng)，并且在90 年代就取得了較好的成果，其系統(tǒng)的可靠性與工作性，達(dá)到了較好的水平，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)故障正度，同時(shí)也添加了預(yù)警，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作聯(lián)動和控制，因此在液壓支架電液控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用上，我國科研人員仍然需要進(jìn)行追趕[2]。

3 應(yīng)用優(yōu)化策略

3.1 優(yōu)化系統(tǒng)

由于我國自主研發(fā)的液壓支架電液控制系統(tǒng)與國外存在一定的差距，因此，在實(shí)際的系統(tǒng)應(yīng)用過程中，需要設(shè)計(jì)人員對系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的更新設(shè)計(jì)。例如，企業(yè)不僅需要提高完備的后續(xù)檢修服務(wù)，同時(shí)也需要提升系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過提高系統(tǒng)應(yīng)用后的便捷性與通用能力，從而保證我國研發(fā)的控制系統(tǒng)得到更多企業(yè)的應(yīng)用。同樣對液壓支架與采煤機(jī)的聯(lián)動上，通過信息技術(shù)的滲透，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的有效融合，以此保證液壓支架電液控制系統(tǒng)的自動化與智能化發(fā)展，為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供技術(shù)支撐。

在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)上，需要提升系統(tǒng)的抗干擾性，通過將調(diào)制單元的頻率脈沖進(jìn)行載波信號轉(zhuǎn)換，從而規(guī)避煤礦開采過程中的外在干擾，提升體系的控制距離，讓煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的信息傳送與管控。在煤礦機(jī)械化開采的發(fā)展中，液壓支架電液控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要合理應(yīng)用新型智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)也能夠?qū)τ趯?shí)際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行及時(shí)分析。例如，由于當(dāng)前主要應(yīng)用紅外線信息進(jìn)行控制傳遞，因此，需要對系統(tǒng)內(nèi)紅外線接收單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而保證系統(tǒng)的不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此在實(shí)際的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)上，需要根據(jù)我國煤礦自動化發(fā)展的形式進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，從而滿足我國煤礦開采的機(jī)械化、自動化的發(fā)展需求[3]。

3.2 重視科研隊(duì)伍建設(shè)

在煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)用建設(shè)上，需要加強(qiáng)科研隊(duì)伍建設(shè)，通過提升隊(duì)伍的科研能力，從而保證液壓支架電液控制系統(tǒng)的健康發(fā)展?？蒲嘘?duì)伍的建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展。在液壓支架電液控制系統(tǒng)科研隊(duì)伍建設(shè)中，需要重視應(yīng)用型創(chuàng)新人才的建設(shè)和發(fā)展，確保科研隊(duì)伍能夠自主研發(fā)液壓支架電液控制智能化系統(tǒng)。在相關(guān)的人才培養(yǎng)上，可以借助專業(yè)與科研項(xiàng)目的并重培養(yǎng)模式，來提升人才的專業(yè)能力，理論教學(xué)與實(shí)踐科研項(xiàng)目結(jié)合的人才培養(yǎng)體系，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)研發(fā)隊(duì)伍的建設(shè)。通過加強(qiáng)隊(duì)伍的科研能力，提升科研隊(duì)伍人員的自我綜合能力，實(shí)現(xiàn)液壓支架電液控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，從而滿足我國煤礦機(jī)械生產(chǎn)的自動化與智能化發(fā)展的需求，從而提升我國的經(jīng)濟(jì)效益，為液壓支架電液控制系統(tǒng)的良好應(yīng)用保駕護(hù)航[4]。

3.3 重視智能化技術(shù)的運(yùn)用

由于智能化發(fā)展作為工業(yè)發(fā)展的主要方向，在液壓支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展上，其系統(tǒng)操作軟件發(fā)展的主要趨勢為智能化，通過將井下與井上的計(jì)算機(jī)形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和遠(yuǎn)程控制，逐步實(shí)現(xiàn)工作面的無人操作，控制器和先導(dǎo)閥的功耗將會更低，減少井下電源的使用，簡化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。因此在我國的液壓支架電液控制系統(tǒng)的研制、開發(fā)、應(yīng)用上，需要重視智能化技術(shù)的應(yīng)用，通過逐步將國產(chǎn)產(chǎn)品來代替進(jìn)口產(chǎn)品在我國煤礦企業(yè)中進(jìn)行推廣應(yīng)用，提高我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和自動化水平，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品核心技術(shù)的發(fā)展，為占領(lǐng)世界市場提供保障[5]。

4 結(jié)語

在液壓支架電液控制系統(tǒng)研發(fā)上，需要加強(qiáng)自主研發(fā)力度，通過智能技術(shù)的滲透，實(shí)現(xiàn)電液控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展。在未來煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展策略中，需要重視人才建設(shè)，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，滿足我國煤礦企業(yè)的未來發(fā)展需求。