煤矿液压支架电液控制系统的应用综述

2021-04-01王艾军

机械管理开发 2021年7期

王艾军

（山西焦煤集团屯兰矿，山西古交 030020）

引言

在煤矿开采技术快速发展的背景下，煤矿开采的机械化发展，不仅提升了煤矿企业的生产效率，而且促进了煤矿综合开采工作的智能化发展。在煤矿机械化开采的发展中，液压支架电液控制系统的运用，不仅能够保障控制系统的自动化发展，也能够提升生产管理工作效率，保障煤矿开采的安全生产，从而实现生产条件的改善。煤矿液压支架电液控制系统的应用，可以实现煤矿开采设施的建材与控制，通过自动化技术的渗透，从而保证煤矿井下开采机械化的健康发展。

1 液压支架电液控制系统结构及应用价值分析

1.1 结构

在煤矿企业的机械化发展下，煤矿液压支架的电液控制系统是企业开采智能化发展的重要技术之一，其主要涉及到液压支架部分、控制部分和网络管理部分。在液压支架构成上，需要由一系列的支架控制单元件构成，其核心在于借助传感器进行检测，通过液压控制阀与电磁先导阀组成，实现后续控制的命令执行。在控制部分上，主要借助液压控住阀构成系统的控制部分，其实际的应用具备操作简易操作性，并且在自动化控制上，能够安全可靠，实现支架群的配合协调。在网络管理上，所有支架控制器通过总线技术构成一个通信网络系统，各项任务的管理与实时调度通过内嵌操作系统来完成，利用检测装置定位采煤机，使工作面支架及时跟随，实现自动化控制。工作面支架电液控制系统的网络管理是由网络变换器来实现的，它既可以管理工作面数据，又可以将工作面数据经由数据转换器传入主控计算机进行系统的集中监测监控，主控计算机再通过井下交换机将电液控制系统数据传入地面计算机，从而完成对对井下数据的监测、分析和网络发布。

1.2 应用价值

由于实际采煤过程情况相对复杂，在当前的技术分析上，我国煤矿的电液控制系统存在一些问题，难以满足企业开采机械的自动化发展要求。同样由于控制系统对于生产流程和采煤效率存在一定的制约。因此，在煤矿液压支架电液控制系统中，通过电子技术和机械技术的合理应用，能够让系统控制能力和效率提高，优化生产工艺，借助机械的自动化发来提升生产效率，从而保证企业的经济效益。煤矿液压支架电液控制系统的应用，不仅可以改变我国当前的机械化开采运行流程，同样也能够优化开采过程中的监督工作，为后续的生产资源的优化分析提供保障[1]。

2 应用现状分析

2.1 国内现状

虽然我国的液压支架电液控制系统在20 世纪90 年代初进行研发，由北京煤机厂和郑州煤机厂分别研制出了支架电液控制系统，并进行了井下工业性实验，但是在实际的煤矿机械化发展中没有得到运用发展。直到我国煤炭科学研究总院太原分院，在1996 年研制液压支架电液控制系统，且进行了全套工作面井下工业性实验。在2005 年，我国研发企业能够自主研发煤矿液压支架电液控制系统，但是在实际的应用上还是依赖于外国的机械设备，导致自主研制的液压支架电液控制系统还没有得到良好推广应用，造成我国煤矿的生产自动化目前还是主要依赖于进口产品。

2.2 国外现状

在国外的研究中，美国与德国在20 世纪70 年代就开始研发液压支架电液控制系统，并且在90 年代就取得了较好的成果，其系统的可靠性与工作性，达到了较好的水平，不仅能够实现故障正度，同时也添加了预警，能够实现远程操作联动和控制，因此在液压支架电液控制系统的研发与应用上，我国科研人员仍然需要进行追赶[2]。

3 应用优化策略

3.1 优化系统

由于我国自主研发的液压支架电液控制系统与国外存在一定的差距，因此，在实际的系统应用过程中，需要设计人员对系统进行及时的更新设计。例如，企业不仅需要提高完备的后续检修服务，同时也需要提升系统的创新设计，通过提高系统应用后的便捷性与通用能力，从而保证我国研发的控制系统得到更多企业的应用。同样对液压支架与采煤机的联动上，通过信息技术的渗透，能够实现检测系统与控制系统的有效融合，以此保证液压支架电液控制系统的自动化与智能化发展，为企业的经济效益提供技术支撑。

在系统优化设计上，需要提升系统的抗干扰性，通过将调制单元的频率脉冲进行载波信号转换，从而规避煤矿开采过程中的外在干扰，提升体系的控制距离，让煤矿液压支架电液控制系统能够实现更远距离的信息传送与管控。在煤矿机械化开采的发展中，液压支架电液控制系统的优化设计，需要合理应用新型智能技术来实现控制系统的发展，同时也能够对于实际应用中存在的问题进行及时分析。例如，由于当前主要应用红外线信息进行控制传递，因此，需要对系统内红外线接收单元进行优化设计，从而保证系统的不断优化设计。因此在实际的系统优化设计上，需要根据我国煤矿自动化发展的形式进行相应的优化，从而满足我国煤矿开采的机械化、自动化的发展需求[3]。

3.2 重视科研队伍建设

在煤矿液压支架电液控制系统的优化应用建设上，需要加强科研队伍建设，通过提升队伍的科研能力，从而保证液压支架电液控制系统的健康发展。科研队伍的建设，能够实现系统的创新发展。在液压支架电液控制系统科研队伍建设中，需要重视应用型创新人才的建设和发展，确保科研队伍能够自主研发液压支架电液控制智能化系统。在相关的人才培养上，可以借助专业与科研项目的并重培养模式，来提升人才的专业能力，理论教学与实践科研项目结合的人才培养体系，从而实现系统研发队伍的建设。通过加强队伍的科研能力，提升科研队伍人员的自我综合能力，实现液压支架电液控制系统的智能化发展，从而满足我国煤矿机械生产的自动化与智能化发展的需求，从而提升我国的经济效益，为液压支架电液控制系统的良好应用保驾护航[4]。

3.3 重视智能化技术的运用

由于智能化发展作为工业发展的主要方向，在液压支架电液控制系统的发展上，其系统操作软件发展的主要趋势为智能化，通过将井下与井上的计算机形成网络系统，通过总线进行数据的传输和远程控制，逐步实现工作面的无人操作，控制器和先导阀的功耗将会更低，减少井下电源的使用，简化系统整体结构。因此在我国的液压支架电液控制系统的研制、开发、应用上，需要重视智能化技术的应用，通过逐步将国产产品来代替进口产品在我国煤矿企业中进行推广应用，提高我国煤矿企业的生产效率和自动化水平，从而实现产品核心技术的发展，为占领世界市场提供保障[5]。