电液控支架在49407 智能化采煤工作面的应用

刘海滨

（西山煤电股份有限公司西铭矿， 山西 太原 030052）

引言

西铭矿是山西焦煤西山煤电集团股份有限公司的主力生产矿井，于1956 年建矿，经过三次技术改造，年设计生产能力达360 万t/年，属高瓦斯矿井。矿井采用走向阶梯平峒开拓，各盘区距离井口距离较远，各工作面运输距离长。

1 49407 工作面概况

49407 综采工作面地面位于随老母沟以东，后西岭梁以西，冀家沟风机房以南。井下位于南四盘区，随1 号钻孔位于工作面中部。开采9 号煤层（贫煤），煤层平均厚度2.09～3.50 m。在工作面的南侧布置皮带巷长1 877 m，用于49407 工作面的运煤及回风；在工作面的北侧布置轨道巷长1 847 m，用于49407 工作面的运料及进风；在工作面最西端布置切眼，切眼长186 m，根据巷道布置，该工作面由西向东推进。

工作面采用走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板，综合机械化采煤工艺。煤厚2.09～3.50，平均厚度2.86。煤厚2.2～3.5 时见顶见底开采，当煤层厚度小于2.2 时，挑顶拉底开采。

2 设备选型

工作面选择上海创立MGCL400/920-WD 型采煤机、太原惠特SGZ-880/800（1140V）型刮板输送机、SZZ-880/315（1140V）型转载机、PCM-200 型破碎机、BRW-400/31.5 型乳化液泵、RX400/25 型乳化液箱、BPW135/17 型喷雾泵[1]。

工作面顶板采用郑州煤机电液控支架支护，支架的基本选型原则使支架的支护强度与综采工作面煤层赋存的地质条件及煤层顶板的矿压显现强度相适应。支架型号选用ZY6800/20/42D 型掩护式液压支架，数量126 台。

3 电液控制系统

电液控制系统配置为：隔爆兼本安型电源16台、隔离耦合器32 个、红外线发射器1 个、数据接口1 个、服务器1 个、控制台主控计算机1 台。工作原理图如图1 示。

图1 液控系统控制原理

电液控制系统的主要功能是依据现场工作面控制要求，智能控制液压支架全部液压千斤顶的液压动作。智能控制的实施基于软件程序系统，智能控制的启动源自操作者指令、采煤机位置、传感器实时数据以及用户提前设置的各种运行参数。

工作面上任一支架可控制相邻两支架的所有工作；从工作面上任一支架可控制相邻范围内的任一支架的所有动作；从工作面上任一支架可控制相邻范围内支架成组动作、成组喷雾、成组推溜、成组伸收护帮。

支架控制器（见下页图2）是支架电液控制系统的核心部件，工作面每一个支架都需要装备一台支架控制器。每一台支架控制器和其配接的其他部件组成一个独立的单支架控制系统，可以实现液压支架的功能动作。支架控制器内部存储有各种操作功能的程序，当接收到操作指令（按键或遥控器遥控指令）后，按照既定的操作流程将控制指令发送给电磁阀驱动器，电磁阀驱动器按照每步接收的指令，控制各个先导阀依次动作，先导阀驱动主控换向阀通断，用以实现油缸进液/回液控制。

支架在正常支撑的情况下，因顶板松动等原因导致立柱下腔压力低于设定值时，电控系统自动发送升柱指令将立柱压力补充至初撑力（可设定，不高于泵压）。

图2 支架单架配置元器件

4 电控系统自动跟机功能（见图3）

工作面电控系统通过红外线接收器实时接收工作面采煤机的位置信息，按照事先编订的程序，控制采煤机相对位置范围内的支架自动动作。

5 电液控技术特点

电液控系统可实现邻架、隔架操作，充分保证操作人员的安全；具备自动补压功能，当支架支护力不足时，可根据程序设定自动补压，保障支护效果；声光报警功能，支架动作或系统异常时发出警报，提示操作人员注意安全；急停、闭锁功能，可根据工作面实际情况实现对工作面急停和邻本架闭锁。主控阀保留手动操作按钮，当电控系统未安装或出现故障时，仍可通过电磁阀按钮控制液压支架动作；电液主控阀采用模块化设计，主阀的阀芯、单向阀、滤芯采用插装式结构，维修过程中不需要拆卸胶管；提高了工作效率，使用维护简单。

图3 工作面跟机图示

6 使用前后对比

西铭矿原来采煤工作面配备的均为普通液压支架，正常生产过程中常伴有液压管路崩断、窜液现象，需占用生产时间进行更换，降低了设备的开机率。

电液控制系统发挥综合网络通信技术、传感器数据实时检测技术、计算机智能控制技术的优势，组成一个高度智能化的分布式实时集散控制系统，使工作面全部液压支架统一协调地完成动作；能够最大限度地适应现场工作的要求、自动调节供液压力、防止漏顶，大大提高了矿井自动化生产水平，保证了工作人员的安全。

7 结语

液压支架电液控制系统适合多种煤层的开采，为矿井进行集约化生产提供了技术保障。在煤矿的生产中，广泛运用综采液压支架电液控制系统，不仅改善了煤矿工人的生活环境，而且还实现了煤矿的高产、高效、安全生产，提高了煤矿的经济效益。