液压支架电液控制系统维修技术探讨

刘翔宇

（大同煤矿集团机电装备力泰有限责任公司，山西大同 037000）

0 引言

液压支架作为煤矿开采的主要设备，对于确保煤炭的生产安全具有决定性的影响，因此，确保液压支架能够始终处于正常的工作状态具有十分重要的现实意义。电液控制系统是液压支架实现自动化运行的重要保障，其中融合了液压、控制、传感器监测、通信以及计算机等多种技术，是煤矿井下生产的一项综合性技术。当前，液压支架电液控制系统在煤矿开采中得到了非常广泛的应用，其通过替代传统的人工操作，能够对单个支架的单动作和成组支架动作的顺序进行科学合理的控制，进而能够实现液压支架自动控制为主，人工远程干预为辅的自动化生产模式，从而降低了生产工人的劳动强度，提高了煤炭生产的经济效益，促进了煤矿生产企业的可持续发展[1]。

由于液压支架的工作环境往往非常恶劣，在其实际的工作过程中，电液控制系统会受到多种不利因素的影响，这就会导致其出现不同程度的故障，进而影响电液控制系统控制功能的充分发挥，给煤炭开采工作的顺利开展造成不利影响。因此，为了能够及时恢复煤炭生产，就要对液压支架电液控制系统的故障进行系统全面地分析，并结合实际的生产要求，采取有针对性的维修技术，进而能够有效排除电液控制系统故障，为煤炭生产的安全进行提供可靠保障。

1 液压支架电液控制系统工作原理

液压支架的电液控制系统主要是由地面主控计算机、电液控制器以及数据传输网络等按照一定的组合方式构成，其电气原理如图1所示。

图1 液压支架电液控制系统电气原理

在电液控制系统的工作过程中，其能量主要来自于供电和供液两个单元，通过键盘和急停闭锁操作发出相应的控制指令，再借助电磁铁顶杆将先导阀阀芯推动到预先设定的位置处，然后由控制主阀实施液压支架油缸的动作。为了确保液压支架的各项动作执行到位，通过传感器对整个控制过程进行实时的检测，并及时将动作的进行情况传输至后台。当其中的部件无法有效地行使其基本职能时，系统相关的功能和性能就无法达到设计要求，就应报送系统故障[2]。

2 电液控制系统失效模式与失效分析

2.1 失效模式

根据失效的结果不同，液压支架电液控制系统的失效模式可以分为：功能失效、随机故障、性能下降以及精度不足等。其在实际工作过程中的表现主要为：传感器精度发生不同程度的下降，无法准确的反映系统的运行情况；液压阀动作较慢，无法满足实际的操作要求；控制器间歇性出现无法操作控制的故障；采煤机位置跳变甚至不变等故障[3]。

2.2 失效机理分析

为了进一步分析电液控制系统的失效机理，对失效因素进行系统全面地分析研究，能够得出造成液压支架电液控制系统失效因素主要有以下几方面。

（1）环境污染。由于液压控制系统长期处于高温、高压以及高湿的恶劣环境中，再加上可能出现的各种砸损情况，就会造成其密封失效，进而引起支架控制器的电路出现漏电和短路的故障。

（2）电气干扰。由于采煤机、转载机、带式输送机以及刮板输送机等均采用大功率的电动机，在其实际的启停过程中会对供电系统产生非常大的波动冲击，这就会给电液控制系统的供电单元带来不同程度的电磁干扰，进而造成其系统出现紊乱，无法进行有效的控制[4]。

（3）液压过滤系统堵塞。由于水质和皂化的原因，会导致过滤系统出现不同程度的堵塞问题，进而降低了液压系统的供液流量，导致整个液压支架动作缓慢，无法满足实际的生产速度要求。

2.3 电液控制系统故障树

通过以上对液压支架电液控制系统失效的分析研究，对系统故障进行进一步的汇总、分类以及归纳处理后，就能构建液压支架电液控制系统的故障树。故障树是根据液压支架电液控制系统的组成部件及其主要负责的迁移和支护任务，对故障类型进行科学合理地识别与归纳，进而为故障及时排除提供科学合理的依据[5]。

3 液压支架电液控制系统的维修技术分析

3.1 换向阀组的清洁度

电液控制系统控制功能的实现是通过程序电路发出相应操作指令实现的，当换向阀组的清洁度较差时，就会造成先导阀内部发生不同程度的堵塞，进而会引起阀芯出现失灵的故障，这就会影响电液控制系统控制功能的顺利实现。为了有效改善换向阀组的清洁情况，就要对换向阀组进行系统全面的有效清理，为阀芯的正常工作提供清洁的环境。

3.2 过滤器和过滤器站的定时清洗

在电液控制系统的工作过程中，需要每天对其中的过滤器和过滤器站进行有效清洁，通过采用在线冲洗的方式，对其进行反向冲洗，进而确保控制系统的清洁度符合要求，从而避免过滤装置中含有的污染物对井下环境造成多次污染。在每台井下操作的设备中，可以安装双滤芯，提高电液控制系统的清洁度，并且双滤芯还能在不去除滤芯的情况下，完成相应的冲洗操作，进而就能减少滤芯反复取出而形成的多次污染[6]。

3.3 配液用水的纯净度和乳化液的浓度

配液用水的纯净度和乳化液的浓度对电液控制系统的正常工作具有十分重要的现实意义，在实际的工作过程中，可以采取以下措施。

（1）确保配液用水纯度符合要求，为了避免供水管路出现锈蚀的情况，需要采用纯净水和专用的PE管进行供水。

（2）控制乳化液的浓度，在配置过程中，需要严格将乳化液和清水的比例控制在5∶95，配置完成后还要进行严格的检查，确保乳化液的浓度介于3%～5%的范围内。同时，通过对乳化液过滤设备的及时清洗、定时更换，能够及时防止堵塞问题的出现[7]。

3.4 电缆

电缆对于确保信号的稳定传输具有决定性的影响，在电液控制系统的工作过程中，难以避免会出现功率过大和系统稳定性丧失的情况。为了能够对以上情况进行有效改善，可以选用双屏蔽结构的电缆，进而为信号的顺利传输提供安全可靠的通道。同时，由于井下环境中含有大量的水，这就需要做好相应的防磁防水措施，将绝缘体的电阻数值控制在合理的范围内，进而有效降低故障率，为系统的稳定运行提供可靠保障[8]。

3.5 反馈元件

电液控制系统的反馈元件主要负责将各种传感器收集到的信息集中传输至中央处理，进而为中央处理器指令的有针对性下达提供必要的支持。因此，为了确保反馈元件能够始终处于良好的工作状态，就要优选高质量的反馈元件，并选择适宜的安装位置，尽量远离井下环境中的不利因素。

3.6 供电

供电的稳定性对于系统功能实现的重要性不言而喻，井下的恶劣环境给电能的稳定供应提出了非常高的要求。在实际的设计过程中，为了确保电液控制系统电能的充分供应，应当结合井下的具体环境，采用分段供电和独立设置供电开关等措施，提高电能供应的稳定性，进而为电液控制系统的正常运行提供持续稳定的电能。

4 结束语

总而言之，液压支架作为煤矿开采的重要设备，其能否稳定运行对于开采工作具有十分重要的作用。作为液压支架重要组成部分的电液控制系统，长期处于井下恶劣的工作环境中，难免会出现各种不同程度的故障，因此，为了确保井下生产工作的顺利进行，就要采取有针对性的维修技术，及时排除故障，确保液压支架的安全平稳运行，为煤炭的顺利开采建立良好的基础。