摘 要:煤矿业是我国重要的能源产业,在我国经济提升的同时,能源消耗量也逐渐增加,提高煤矿业的开采效率,实现自动化操作控制,成为新时代重点改革的环节。液压支架是现代煤矿进行综采工作时要用到的主要机械设备,一般配合电液控制技术促进煤矿的高效开采,在科技的辅助下,液压支架的自动化操作水平不断提高,促进我国煤矿开采的全新发展。
关键词:煤矿综采;液压支架;电液控制系统
我国的地域面积广阔,矿产资源较为丰富,为社会工业发展提供了大量的能源所需。当代工业逐渐朝着机械自动化生产操作转型,煤矿产业为了满足社会工业的大量煤矿消耗需求,在开采方面也慢慢转向机械化和自动化转型。其中液压支架电液控制系统的应用较为广泛,是煤矿综采的自动化操作核心结构,能够通过计算机的智能远程操控,让开采工序的控制变得更加准确和稳定,提高煤矿开采的高效率,实现煤矿作业安全生产。但是目前我国煤矿综采的液压支架电液控制系统还存在狠多不足,还需要不断完善控制系统,提高煤矿开采的效率,为社会工业提供更充足的能源需求。
1 我国煤矿开采中液压支架电液控制系统的现状
21世纪的计算机技术成为时代主流,促进社会行业的全面转型,煤矿开采作为工业高耗能的行业之一,产业结构的自动化升级已经成为必然发展趋势。液压支架电液控制系统的因为操控便捷、精准,通过远程支架控制操作,减少人力进入矿井作业,保证了操作技术人员的安全,成为煤矿综采中更加高效多产的关键技术设备之一。但是我国目前煤矿开采所应用的电液控制系统的整体设备,都是从国外引进,自动化控制技术起步较晚,与发达国家相比较为落后,为了更好地服务我国的自主产业发展,下文将对液压支架电液控制系统进行全面分析研究,探讨控制系统的操作原理,希望能为我国科研人员创新电液系统提供帮助。
2 液压支架电液控制系统研究
液压支架是目前煤矿产业在进行开采作业时,在矿井的采煤工作面作为顶板,支撑起矿井内部结构的支护设备,能够保证井下作业的空间安全性,提高采矿作业的效率。液压支架在工作运行时需要有独立的操控系统,来协调井下的具体作业,传统的支架是由十多组机械动作组成,都是由手动液压阀控制设备操作不同的动作指令,随着煤矿地下开采的深度越来越高,采矿工人的生命安全面临着更大的威胁,而且手动控制操作技术的生产效率低下,无法满足社会日益增加的矿产高能耗的需求,液压支架的电液控制技术得以逐渐发展,照着机械化、自动化控制不断升级优化,成为提高煤矿产业经济效益的关键技术之一,下文将对液压支架的电液控制技术进行具体分析。
2.1邻架先导控制技术
电液控制系统中,邻架先导控制技术是整个系统的基础,能够杜绝本架控制的安全威胁,改变了传统邻架手动控制操作时液压管路容易出现异常的情况。在电子技术的辅助下,邻架先导控制技术通过电子控制器,对邻架的电磁先导阀等进行有效控制,以此驱动液压系统的主阀的动作,让机械能够按照指令进行精准的采矿作业。
邻架的先导控制技术是对传统邻架手动控制的改良创新,利用电子信号和电磁先导阀对设备进行控制,不同安装传感器和其他处理芯片等设备,只需要在电缆传输信号稳定的状态下,就可以进行远程控制。虽然此控制技术的物理原理较为简单,但是实用性较高,减少了采矿工人的井下作业强度,让机械采矿设备的操作更加精准,提高采矿作业的安全系数。
2.2成组控制技术
用于采矿的机械设备都是不仅大型的,设备较为笨重,操作控制难度系数高。为了更好地操作控制采矿机械,提高煤矿开采效率,目前的电液控制系统中还引入了成组控制技术。成组控制技术相当于中央控制器,能够通过通信电缆的信号连接,在一台控制器上实现综合控制矿井内的一组机械设备,让组内的机械按照设定的程序进行有序作业。
成组控制技术得益于现代通信技术的发展,在全民信息化的背景下,煤矿综采作业成功融合通信线路的优势,依靠电缆的连接传输操作信号指令,让电液控制器能够实现无缝连接控制,电液操控系统的信息能得到实时交换,形成系统化操作流程,控制液压支架的成组动作操作,提高支架的运行速度,采煤也效率得到提升。
2.3端头集中控制技术
因为煤矿能源属于高能耗产业,社会工业需求量大,我国的煤田在长时间的过度开采下,已经逐渐面临枯竭,现有的矿井都是深入地下几百米甚至千米,施工作业难度系数巨大。为了减少地下采矿工作面的人工值守,端头集中控制技术也在综采中全面普及,通过传感技术的辅助进行远程操控,实现采矿流程的自动化操作,统筹控制综采的整个工作面,有效协调矿井内的控制器的工作情况。
端头控制器是在成组控制基础上进行改良的一种技术,适合综采工作面的集中控制模式,全面检测液压支架的工作状态,将压力传感器和位移传感器等加入到电液控制系统中,通过控制器的芯片进行难度系数高的综采机械作业,促进电液控制系统的全面自动化控制转型。
2.4计算机集中控制技术
在端头集中控制技术的基础上,计算机集中控制技术也被研发出来,在计算机强大的数据处理能力的支持下,液压控制系统的运行效率和准确性更高,灵敏度较高,能够及时在计算机设备中反馈控制系统的作业情况,让技术人员能够得到准确的数据,根据机械专业的实际情况调整远程控制,进一步加强综采机械控制的自动化、智能化,减少人工高危作业。
3 煤矿液压支架电液控制系统的作用
3.1采煤机位置识别
液压支架控制系统的自动化操作需要兼顾综采作业整体,为了更全面地掌握采煤机械的作业情况,一般会在机械上安装红外发射器,以此识别采煤机械的运行轨迹,让采煤机械的运行位置得到全面监管,方便控制人员的调整机械的运行角度和力度等。但是红外线位置识别容易受到外界因素干扰,矿井内粉尘煤灰较多,而且很多复杂的线路,容易遮挡红外线的识别,所以现代的无线监测技术也得到应用,让电液控制系统更加精准操控。
3.2矿压监测和顶板灾害预警
综采的液压支架是支撑着矿井内部架构稳定的重要设备,电液控制系统能够全面监测分析矿井内的顶板压力,机械运动状态还有支架存在的工作阻力等,综合评估矿山的压力,保障矿井开采作业的安全性,提高开采的实际销量。电液控制系统通过安装在液压支架中的压力传感器,能够及时获取矿井内的压力信息,及时反馈矿压数据,达到矿压检测和支架顶板压力的灾害预警效果。
3.3瓦斯突出预警
煤矿开采都是深入到地下作业,地底除了煤矿资源,还掺杂着其他的天然气、瓦斯和石油等物质,其中井下瓦斯浓度超标,机械专业是不小心引发瓦斯泄露或者爆炸,是煤矿生产中威胁性最大的安全事故。利用电液控制系统,能够实时检测矿井内的瓦斯浓度,一旦检测到瓦斯浓度异常,就会发出瓦斯突出预警,系统控制人员发现紧急情况后,就会提醒井下作业人员及时撤离,确保工作人员的生命安全。
3.4智能控制技术
地下煤矿开采环境复杂,机械操作如果没有得到有效监管,很容易引发重大的生产事故。电液控制系统的自动化、智能化操控,是信息技术时代改革创新的必然趋势,充分与信息大数据平台融合,促进计算机网络的共享资源配置,开展矿井作业的实时监控,得到更加精准有效的反馈数据,控制机械设备的操作也能够更加精确,为煤矿业未来发展的重点创新改革方向。
4 结束语
现代煤矿综采中采用的液压支架电液控制技术,是计算机和信息技术结合的高科技系统,能够集合机械操作、液压控制、电子测量仪器等优势,让采矿技术人员能够更加高效控制采矿作业,使机械采矿的动作更加精准,减少人工下井的危险,提高矿井作业的安全系数。
参考文献:
[1]肖湘红.刨煤机工作面液压支架电液控制系统简介[J].煤炭科学技术,2013(11):13-14.
[2]张伟.综采工作面液压支架计算机分布式监控系统的设计[J].煤矿机械,2012(3):1-3.
[3]陈威,张伟,房风浩,魏春成.综采工作面液压支架计算机分布式电液控制系设计[J].微计算机信息,2015(2):33-34.