PM32电液支架控制系统在平煤股份二矿综采工作面的应用

耿进军　周霏

【摘 要】平煤股份二矿庚20—23110工作面是该矿首个使用PM32电液支架控制系统的综采工作面。本文介绍了PM32电液支架控制系统在平煤股份二矿庚20—23110工作面的应用，通过该系统的应用，实现了支架自动移架控制，支架成组动作控制，成组自动推溜，成组自动喷雾，大大提高了综采工作面自动化程度，降低吨煤成本的同时显著降低工人劳动强度，加快支架的动作速度，实现了工作面减员提效。

【关键词】PM32电液支架控制系统；综采工作面；煤矿；液压支架；机电设备

0 引言

随着科学技术突飞猛进的发展，我国煤矿综采工作面科技含量也在不断提升[1]。平煤集团股份二矿以建设安全、高效、自动化、现代化矿山为目标，在2014年9月份建成第一个电液控自动化综采工作面——庚20—23110工作面。此工作面应用了PM32电液支架控制系统，不仅实现了液压支架的自动化控制，还应用延伸到三机控制，泵站控制，采煤机等设备的控制。对综采工作面采煤工序的自动化控制以及保障工作面支护质量和提高支护效率，对实现煤矿安全生产，减员增效起到了至关重要作用。

1 平煤股份二矿庚20—23110工作面概况

平煤股份二矿庚20—23110工作面地面相对位置位于平煤股份一矿工业广场东部，寺沟东1500m，陈家沟北300m，采深450m～599m。该工作面地质构造程度复杂，局部块段又受断层构造影响，从揭露情况来看，落差0.5m以上的断层共13条，主要以正断层为主。该工作面顶板为深灰色（L6）石灰岩，含方解石脉和蜓科化石，东部薄、西部厚，平均厚度4.2m，其上为厚1.35m的灰色、深灰色砂质泥岩。直接底为平均4.3m厚的灰色、深灰色砂质泥岩，局部夹杂细砂岩，其下基本底是深灰色石灰岩（L7），厚度10.6m，富含蜓科化石。煤层厚度变化较大，为1.3m～2.6m，平均厚度1.95m。可采走向长1065m～1100m，平均为1082.5m，切眼总长205m，采煤面积为221912.5m2。煤层倾角为7°～9°33′，平均8°27′，煤层赋存稳定。煤尘有爆炸危险，其爆炸指数为28.99%～34.04%，存在自燃发火现象，3～6个月的自然发火期。具有煤与瓦斯突出危险性，采煤方法为走向长壁后退式采煤法。

平煤股份二矿庚20—23110工作面采用MG500/1130AWD采煤机、SGZ900/1050型刮板输送机、SZZ-730/110型转载机和PLM1000 型破碎机等组成采煤与运煤系统。研究目前该工作面共计有138架支架控制顶板，其中5#—130#支架采用ZY6800-12/25D型掩护式液压支架支护，共127架，机头1#—4#、机尾131#—138#采用ZY6800-14/30D型掩护式液压支架。移架步距0.6m，采空区采用自行跨落方式。

2 PM32电液支架控制系统的组成

PM32电液支架控制系统是德国marco公司致力于保障工作面支护质量和提高支护效率，实现煤矿安全生产，高产高效目标而自主研发的液压支架电液控制系统。在综采工作面上，每一台液压支架上都装配有一个控制单元，该控制单元是由1个控制器、3个常规传感器、2个隔离耦合器以及1个液压主阀等配件组成。控制器之间用架间电缆连接在一起，运用总线技术构成现场总线控制系统，来实现数据采集、发出控制命令、邻架控制、工作面急停、成组动作、在线检测，人员定位，语音传输、故障报警等功能。

3 PM32电液支架控制系统在庚20—23110工作面的应用

3.1 PM32电液支架控制系统在庚20—23110综采工作面应用实现的功能

3.1.1 安全操作功能（声光报警、急停、闭锁、停止）

当工作面发生可能危及安全生产，立即停止或禁止支架成组动作的紧急情况时，工作人员可按压任意一个支架控制器上的紧急停止按钮，全工作面支架动作立即停止，自动控制功能在急停解除前被禁止。在急停模式下，禁止使用成组操作控制方式实施对支架的动作控制。

实现液压支架的邻架手动操作、邻架自动成组操作。避免了手动本架操作液压支架动作时，立柱、千斤顶密封件损坏高压液刺出，液压管路爆裂、脱扣，支架结构件损坏，支架之间漏矸等对操作人员造成的意外伤害，从而提高了生产安全系数。有利于安全生产。

3.1.2 简洁：电液控制系统操作使用简单，操作界面简洁清晰。支架控制器的操作界面只有26个按键，井下工作人员只要经过简单的培训，即可熟练操作。

3.1.3 快速：电液控制系统及主阀能够满足单台支架完成一个工作循环时间5-7秒、采煤机与支架联动，成组拉架时，5-10台支架同时拉架，完成一个工作循环时间不大于14.5秒的电液控制系统配套要求。

3.1.4 高效：液压支架在手动控制的模式下，支架的移架速度低于采煤机的移动速度，在液压支架电液控制系统的控制模式下，足以实现对液压支架成组程序自动控制，包括成组顺序自动移架和成组顺序自动推溜。

3.1.5 实时监测：通过对综采工作面顶板压力、推移千斤顶的行程、煤机的位置、方向进行实时监测和记录，在液压支架的控制面板显示实时数据。电液控液压支架状态信息、动作信息和故障报警信息的实现实时远程获取和显示以及支架各项数据的采集和归档查询。

3.1.6 采用双泵双回路供液，电液控液压支架有专门的供液管路，减少了电液控系统压力损失，不但提高了支架初撑力，还缩短了移架时间，达到了及时支护、控制顶板下沉的目的。

3.2 系统在庚20—23110综采工作面应用效果

庚20-23110综采工作面平均可采走向长度为1082.5m，切眼长205m。煤厚为1.3m～2.6m，平均为1.95m，该工作面回采面积221912.5m2。从2014年9月开始回采，通过1年的使用，该工作面已经回采1100m，回采原煤80.2万t，工作面回采正常，增加销售收入2586万元，减少工作面搬家费用305万元，减少煤柱损失959万元，累计直接经济效益3850万元，效果十分显著。在回采期间，平煤股份二矿综采三队庚20—23110工作面没有发生过支架倒架、刮板输送机被压死等现象，历经一年的生产过程中该工作面实现了零事故、零伤亡目标。PM32电液支架控制系统在平煤股份二矿庚20—23110工作面运行稳定，支架成组动作效果明显，有效地减少了工作面作业人数，降低了工人劳动强度。改善了工作面煤壁和顶板支护状况，提高回采效率。保障安全高效生产的同时实现了煤矿综采工作面的高效化现代化。PM32电液支架控制系统在平煤股份二矿庚20—23110工作面的应用，对该系统在平煤股份其它综采工作面的推广及使用具有指导意义和经验参考价值。

4 结论

通过PM32电液支架控制系统在庚20—23110综采工作面的实践应用的效果，实现了工作面复杂多变的生产环境，获得了高安全生产系数；针对实际生产应用过程中电液控遇到的问题，总结经验教训，提出可靠措施，提高了液压支架的安全可靠性，延长了液压支架的使用年限；但是由于庚组复杂地质条件复杂，电液控系统设备的运行环境要求高，日常管理难度大，同时对电液控设备管理和检修工作具有指导意义。通过一年的研究实践，这些研究对以后平煤股份其他综采工作面采用电液控自动化技术起到了指导作用，同时电液控自动化设备实现了减人提效，自动化、高产、高效安全生产。

【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）.

[2]李保朝.液压支架电液控制技术研究与应用[J].中州煤炭，2006（02）.

[责任编辑：汤静]