彭庄煤矿SAC支架电液控制系统建设与研究--中国期刊网

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彭庄煤矿SAC支架电液控制系统建设与研究

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：崔振杰

[导读] 摘要：本文介绍了彭庄煤矿1312工作面SAC支架电液控制系统的系统组成、架构原理、建设目标与实践心得。该系统建成以来，运行连续稳定、应用效果良好，为建设“自动化矿井”奠定了坚实基础，其建设经验可作为矿山企业同类项目的有效参考。

        山东能源菏泽煤电公司彭庄煤矿山东菏泽 274700
        摘要：本文介绍了彭庄煤矿1312工作面SAC支架电液控制系统的系统组成、架构原理、建设目标与实践心得。该系统建成以来，运行连续稳定、应用效果良好，为建设“自动化矿井”奠定了坚实基础，其建设经验可作为矿山企业同类项目的有效参考。
        关键词：煤矿；SAC支架电液控制系统；建设经验
        前言
        随着时代的发展，能源消耗与需求量显著增加，煤炭产业成为现代工业中不可或缺的一环。煤炭行业作为高危行业之一，切实保障采掘人员的生命安全是综采作业的基本要求。综采作业过程不仅要做到高效，而且要做到安全。计算机技术和自动化控制技术的进步为煤炭的机械化、自动化、数字化甚至无人化开采提供了可能，在煤炭综采过程中，液压支架电液控制系统则成为了一个极其关键的研究方向[1-3]。电液控制系统能够对液压支架的实际状况及运行参数等全面检测、记录并实现液压支架的自动化控制，也能够通过井下主控计算机设备实时的完成信息查询工作，而且电液控制系统还配置了信息通讯功能，确保所有支架控制装置和主控计算机设备实现数据的有效传输[4,5]。彭庄煤矿在天玛电液控制系统有限公司的支持下，建设了彭庄煤矿1312工作面SAC支架电液控制系统，该系统运行平稳、安全高效，极具推广价值，下以此文对彭庄煤矿SAC支架电液控制系统及建设进行简要分析说明。
        1系统组成与架构原理
        SAC支架电液控制系统主要由支架各类传感器、支架控制器、电磁驱动器、电液换向阀组组成，此外还包括信号转换器、电源箱、隔离耦合器等辅助设备。图一给出了SAC支架电液控制系统构架。

图1SAC支架电液控制系统构架

图2SAC支架电液控制系统信号传递过程图3电液换向阀切换液路原理模拟图

图2给出了SAC支架电液控制系统信号传递过程，不难看出，SAC支架电液控制系统为闭环控制系统。支架控制器在集成分析各类传感器信息的基础上，通过电磁驱动器实现电液换向阀组的控制，继而实现对千斤顶液腔液体量的控制，通过千斤顶的伸收或升降来带动支架相应部件的动作。动作到位后，由传感器返回信号，等待下一步操作。图3给出了电液换向阀切换液路原理模拟图，图4给出了千斤顶的液体控制回路。

        图4千斤顶的液体控制回路
        以下对所用元器件进行简要说明。
        1、支架控制器（型号SAC-H）：接受/发送指令；执行程序，驱动电磁阀动作；数据采集，上报给信号转换器。
        2、传感器。传感器是该系统的感觉器官，安装位置及作用如下。
        （1）压力传感器：插入立柱测压孔；实时检测立柱下腔的液体压力，把连续变化的压力信号转换成电信号，为升降柱过程控制提供依据。
        （2）行程传感器：安装在推移千斤顶中；实时检测千斤顶活塞杆移动的行程值，把行程的变化转换成电信号，为过程控制提供依据。
        （3）红外线发送、红外线接收传感器：红外线发送传感器固定在采煤机上，红外线接收传感器每个支架连接一个，一般固定在支架的立柱上，与发射器处在同一水平高度。
        （4）倾角传感器：安装在顶梁、掩护梁、四连杆上；测量立柱的高度、顶梁与掩护梁的夹角大小。
        （5）测高传感器：实际使用中密封的一端固定在一个铁制安装架上，另一端为传感器接口端，直接接在控制器等数据采集设备上；用以计算采高。
        3、信号转换器：检查网络的完整性；收集、分析、确定采煤机位置；跟机自动化控制；工作面信息上传和主机指令下达；工作面单线CAN（嵌入式工业控制局域网的标准总线）→主机RS422。
        4、其它设备不做赘述。
        2目标功能实现
        SAC支架电液控制系统在提高煤矿生产效率的同时，降低了工作人员的劳动强度和提高了安全的性能，可见其对煤矿发展的重要影响。系统建成后实现了：1）本架推溜（和拉后溜）控制；2）左右邻架（隔架）非自动控制隔架控制：最远可隔4架控制，可由远及近选架，也可由近及远选架；3）左右邻架自动降移升自动控制；4）左右成组自动功能控制（成组自动动作包括：成组自动移架、成组推溜、成组拉溜、成组喷雾、成组伸缩梁/护帮板）；5)记忆截割；6)闭锁、急停和停止；7)液压支架自动补压等功能。SAC电液系统控制界面如图5所示。
        3应用效果
        SAC支架电液控制系统建设完成后，1312工作面内仅需3-4人即可维持正常生产，实现了“自动化”减人10余人。人员费用按每人每年10万元计，每年可节约人工费用100万元。
        系统建设完成后，1312工作面自动化采煤，特别是系统的记忆截割功能，保证了开机率，极大提高了生产效率。全面实现了1312工作面的自动化采煤，工作面内自动化减人10余人，这在推动我矿“自动化减人，信息化提效”及保证安全生产方面具有重要意义。
        4小结
        SAC支架电液控制系统建设完成后，已在彭庄煤矿1312工作面实际应用，连续稳定、效果良好，极具推广应用价值。在采煤生产上检修多、干活少，将采煤工人从危险的环境中解放出来，从繁重的体力劳动中解放出来，对保证井下安全生产、维持职工队伍稳定具有重要意义。

        图5SAC电液系统控制界面
        参考文献
        [1]许秀.李村煤矿ZY13000/28/62D型支架液压控制系统设计[J].煤,2020,29(01):46-48.
        [2]付培冬.电液控液压支架的现状及发展分析[J].山西冶金,2019,42(06):87-88+151.
        [3]程建斌.综采液压支架电液控制系统应用研究[J].江西化工,2019(05):161-163.
        [4]马瑞.煤矿综采液压支架电液控制系统的设计[J].机械管理开发,2019,34(09):229-231.
        [5]郑俊鹏.综采液压支架电液控制系统应用研究[J].当代化工研究,2019(13):92-93.
        作者简介
        崔振杰（1995-），男，山东菏泽人，通信工程专业。Tel：18865491875，Email：1624495033@qq.com