液壓支架SAC型電液控制系統(tǒng)在同富新礦的應(yīng)用

成楊偉

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)同富新煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041000）

裝備的自動(dòng)化是建設(shè)高產(chǎn)高效礦井、實(shí)現(xiàn)減人提效的有效途徑[1]。支架電液控制是將電子技術(shù)、液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合為一體的新技術(shù)[2]。采用電液控制的液壓支架能夠有效地提高工作面推進(jìn)速度，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作面安全水平[3-4]。

1 工作面概況

山西煤銷同富新煤礦10203綜采工作面采用長(zhǎng)臂后退式采煤法開采10#煤層，頂板管理為全部垮落法。地面標(biāo)高+1345～+1415m，工作面標(biāo)高+1244.780 ～ +1308.361 m，埋藏較淺。通過地質(zhì)資料分析煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度為2.6m，頂板為厚度約6m的K2石灰?guī)r，底板為厚度約3m的砂質(zhì)泥巖和鋁質(zhì)泥巖。10203工作面總體構(gòu)造簡(jiǎn)單，地層傾角5°～10°，正常涌水量為7m3/h。

2 電液換向閥

2.1 換向閥的選擇

支架電液控制系統(tǒng)的核心是電液控制閥組[5]。通過表1對(duì)不同型式的電液換向閥的比較，在壓差為7MPa時(shí)，SAC型的流量最大，關(guān)閉時(shí)間最小，過液能力強(qiáng)，能滿足快速移架的需要，因此決定采用北京天瑪公司的SAC型換向閥。

表1 電液控?fù)Q向閥性能比較

2.2 電液換向閥的結(jié)構(gòu)

圖1所示為FHD320/31.5Z型電液換向閥，其公稱壓力為31.5MPa，公稱流量為320L/min。

2.3 工作原理

（1）高壓液體從P口進(jìn)入，在經(jīng)過支架過濾器后分別向電磁先導(dǎo)閥和主控閥供液。向電磁先導(dǎo)閥提供的液體經(jīng)過濾器過濾，到達(dá)電磁先導(dǎo)閥的P口，回液時(shí)經(jīng)回液?jiǎn)蜗蜷y進(jìn)入主回路中，該閥在此起到回液斷路閥的作用。電磁先導(dǎo)閥回液和主換向閥回液這兩路回液共同組成主控閥的回液。

（2）“零”位時(shí)，由于電磁鐵斷電，無磁力輸出，此時(shí)先導(dǎo)閥工作口A與回液口R相通，而與高壓液體P隔開；同時(shí)主閥閥芯在彈簧力的作用下也處于“零”位，工作口與回液口R相通，而與高壓液體P隔開。

圖1 FHD320/31.5Z型電液換向閥

圖2 不同工作狀態(tài)液路圖

（3）“工作”位置，電磁鐵通電，產(chǎn)生磁力，吸引壓桿，開啟先導(dǎo)閥，先導(dǎo)閥進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)先導(dǎo)閥工作口A與高壓液P相通，與回液口R隔開，向主閥芯的控制口輸入高壓液體。高壓液體推動(dòng)主閥芯的活塞和閥桿，將主閥的工作口與高壓液體P口接通，與回液口R斷開，進(jìn)入工作狀態(tài)。如圖2。

3 電液控制系統(tǒng)的應(yīng)用

10203綜采工作面每臺(tái)液壓支架全部配套安裝SAC型支架電液控制系統(tǒng)，每臺(tái)支架液壓載荷工作阻力測(cè)定通過電液控制系統(tǒng)中的壓力傳感器進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

用于檢測(cè)支架立柱缸內(nèi)的液體壓力的GPD60型壓力傳感器，其工作電壓為DC12V，測(cè)量范圍為0～60MPa。傳感元件為電阻應(yīng)變片橋路，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在傳感器內(nèi)安裝了低漂移放大器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，輸出標(biāo)準(zhǔn)的電壓模擬信號(hào)（0.78～4.94V）給控制器。

在列車站配備1臺(tái)隔爆兼本安型井下主控計(jì)算機(jī)，主要功能是：（1）通過設(shè)置輸入控制參數(shù)，發(fā)出命令控制工作面支架動(dòng)作；（2）對(duì)工作面支架控制器傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集并存儲(chǔ)，工作人員可通過屏幕上顯示的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析判斷；（3）收集的數(shù)據(jù)可通過本安型光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)報(bào)送到地面調(diào)度指揮中心的工作面監(jiān)控主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)集中控制和管理。

4 應(yīng)用價(jià)值

（1）采用自動(dòng)化技術(shù)工人可在遠(yuǎn)程對(duì)液壓支架的動(dòng)作進(jìn)行控制，顯著提高了支架的移架速度，改善了工人的勞動(dòng)條件，提高了生產(chǎn)效率；

（2）實(shí)現(xiàn)了集中控制與集中管理，提高了煤礦的管理水平；

（3）易于實(shí)現(xiàn)帶壓移架，減少支架事故發(fā)生，保護(hù)頂板圍巖的穩(wěn)定，延長(zhǎng)了液壓支架的使用壽命；

（4）壓力傳感器的使用使壓力達(dá)到可視化的目的，液壓支架的額定初撐力得到了保證，便于對(duì)頂板的管理，減少事故的發(fā)生。

5 結(jié)論

經(jīng)過井下實(shí)踐檢驗(yàn)，北京天瑪公司的SAC型電液控制系統(tǒng)性能可靠，不僅極大地提高了支架的移架速度和生產(chǎn)效率，而且實(shí)現(xiàn)了集中控制與集中管理，提高了煤礦的管理水平。