煤矿液压支架智能推移控制系统设计

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摘要：为更精准地控制液压支架推移，基于当前液压支架推移控制系统现存不足，提出了一种以闭环控制模式为基础的液压支架智能推移控制系统。该系统可及时修正液压支架推移过程中存在的误差，精准控制液压支架推移作业，更好地保障矿井安全生产。

关键词：液压支架；推移同步；智能推移；控制系统

0引言

在煤矿的安全生产中，确保生产安全的核心设备就是液压支架，它的主要作用是给予煤矿巷道顶面一定的支撑防护，避免其受到开采落石的冲击，有效保护采煤设备及工作人员。在综采面安全生产的过程中，随着开采进度的不断深入，液压支架与刮板输送机、采煤机等综采设施相互配合、相互协同，促使矿井下部的工作面不断推进。矿井下部工作面的地质构造极为复杂、工作环境极为恶劣，在采煤机不断推进的过程中，液压支架因地质条件问题及其自身的行走结构等，导致其无法保持稳定的直线推行状态，这样又会导致在开采过程中，采煤机对煤层的底部或顶层出现漏采现象，使得液压支架无法均匀有效地向前推进，因此在综采面实际工作中，必须人工来控制采煤机，使其充分反复地切割巷道内的煤层，对液压支架的推进来手动进行，使其维持一致的运作状态，不仅使工作人员的任务量增加，而且对综采面的效率造成了影响，因此现阶段最关键的问题就是优化完善液压支架的推进控制模式，保证液压支架与采煤机保持一致的推移状态，从而使矿井的安全生产及工作效率得到大幅度提升[1]。

1液压支架推移不同步的原因分析

为液压支架的推杆、千斤顶与刮板输送机的连接图，点A和点B所表示的分别为推移千斤顶与液压支架的连接位、推杆与千斤顶活塞的连接位，这两种类型均是利用金属材料的销轴进行连接的，由于实际运动的需求，销轴与销孔之间应当设置相应的虚位，这样液压支架在推进过程中，一旦产生运动，销孔中销轴的位置是处于动态变化的，因此在不断的变化积累中，就导致千斤顶的活塞出现一定的偏差[2]。在刮板运输机与液压支架相连接的构造中，该输送机与推杆相连接的部位安装有相应的轨道，以供销轴进行滑动，在该轨道的两侧分别安装有推溜点与拉架点，在拉架过程中，销轴是处于滑动轨道内的拉架点，这时该输送机必须整体向后倾斜，使拉架更加方便。在推溜过程中，销轴就是处于滑动轨道内的推溜点，这时该输送机则整体向前倾斜，逐渐与巷道底部相贴合，慢慢向前推移。但实际运行中，由于巷道内的工作环境较为恶劣，其滑轨内部常常会存在煤块的卡入，这样就导致实际推移过程中推溜与拉架存在一定的偏差[3]。

2液压支架智能推移控制系统优化前后的对比分析

现行的推移控制体系是利用开关量来控制液压支架的推移量。在实际运作中，在千斤顶上安装的位移传感设备可以将活塞杆的相关信号传递到液压支架的控制器上，当该位移信号与系统设置的反馈值相一致时，自动控制将促使推移的单向锁闭合，液压缸对油液的输入及输出也将停止。在实际运行中，由于液压支架的构造属于机械连接，在其与相邻液压支架活塞杆的相关信号相一致时，其刮板输送机难以输出与之相对应的位移数值，因此基于现行的液压支架的推移控制，与所具有的工作经验相结合，优化设计出一类全新的智能化推移控制系统[4]。在液压支架的全新智能化推移控制系统中，在进行推溜及拉架时，第一个液压支架的推移千斤顶可以将活塞杆的推移行为进行控制，这时应当将活塞杆的力传到推杆及连接接头上面，促使其开始推动，从而对液压支架的相关运动或者刮板输送机的推进运动进行控制，此时通过液压支架的实际位移测量来明确输送机与支架同时运作时的准确位移，同时与系统检测到的支架位移数值相比较，从而修整误差状况。之后将首个液压支架位移数值的修正值设定为后续其他液压支架的位移标准值，使后续的其他液压支架也将此值作为位移标准值进行调节与设定[5]。之后，第一个液压支架的设定值在传输到第二个液压支架的控制器时，将其作为推溜的调节标准，利用千斤顶活塞杆的推移状况，通过在支架控制器安装支架，以其实际测量位移值来明确模型，即将此时刮板输送机的实际位移值进行计算，同时将该位移值和相关的理论位移值相比较，若两者的数值相同，则表明两者的运作较为同步，此时相关的单向锁闭合，系统运作将会停止；若两者数值不相同，则推移千斤顶将会持续进行上述操作，直至设定的操作时间完成。然后将实际的位移与系统设定位移相对比，若此时依旧不相同，且差值超出了设定的极限值，系统将会作出报警，利用人工进行处理[6]。液压支架的全新智能推移控制系统在加以调整的过程中，可以运用相应的传感器通过支架的实际位移来确定模型，以此来明确液压支架与相应输送机的实际位移值[7]，同时将系统所设定的修正值与上述数值进行对比，从而明确液压支架的下一个动作及相应的任务量，促使该控制过程成为一个闭环的控制模式。在整个控制运作中，系统可以基于液压支架与刮板输送机的实际运行状况来调整后续的推移位移数值，促使整个推移过程中液压支架维持同步性与齐平性[8]。

3结束语

针对液压支架现行的智能推移控制系统所具有的逻辑控制缺陷，对该推移控制系统进行优化创新，将推移过程中液压支架的所有相关因素进行综合考虑，明确这些因素对液压支架的推移所造成的影响，同时依据实际的工作经验来对其加以修正，明确推移过程中液压支架的实际位移值，然后基于此来明确其他液压支架的推移设定值。这类全新的智能推移闭环控制系统，能够有效解决现行控制系统的不足及缺陷，如提升可靠性及精度，对液压支架推移进行有效地控制。

作者：宋昊妍 单位：大同煤矿集团有限责任公司安全管理监察局