1、1,液压支架及其电液控制管理系统概 述 报告人：,主要内容,液压支架概述,液压支架电液控制管理系统,电液控制管理系统发展趋势,液压支架概述,液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和液压系统和控制管理系统组成。它能实现支撑、切顶、自移和推溜等工序。 液压支架可与采煤机、可弯曲刮板运输机组成回采工作面的综合机械化设备。,4,液压支架的分类,掩护式液压支架,根据支护方式和结构特点，液压支架分类如下：,支撑式液压支架,支撑掩护式液压支架,液压支架,垛式液压支架,节式液压支架,适用于稳定顶板的采煤工作面,圆弧式支架,双纽线型支架,适用于不稳定顶板的采煤工作面,液压支架控制管理系统的发展历史,电液控制管理系统,电液控制管理系统技术的核心： 通过电液阀将过去人工控制操作变为由计算机程序 控制的电子信号操作。液压支架不同位置的传感器 将工作环境和不同状态的信号传输给计算机，计算 机将根据不同的工作状态和工艺的要求，对电液阀 发出控制信号，达到对工作面设备做控制的目的。,电液控制管理系统一般模型,支架控制单元是由支架控制器、电磁驱动器和传感器等组成 ，这是我国支架电液控制的主流产品,市场占有率在85%以上 。,8,主流控制器,PM
2、31电液控制管理系统,液压支架电液控制管理系统控制功能,集 中 自动化控制,修理状态下 的手动控制,单架单动作 双向邻架控制,单架/成组支架 自动程序控制,与采煤机联动的自动化控制,控制功能,11,液压支架电液控制管理系统的优点,综采无人工作面,综采三机的“联动”,12,电液控制管理系统的发展趋势,1、减少相关成本 2、提高可靠性 3、加快动作速度 4、提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适合使用的范围。,13,(1)减少相关成本,目前支架电液控制生产批量不大，标准化程度低，工艺技术要求和生产所带来的成本较高，影响其大量推广。 因此减少相关成本，尤其是传惑器、控制装置和电磁阀等关键元部件，是今后面临的重要问题。,14,(2)提高可靠性,由于井下作业环境和维修困难，要求发展可靠性高的元部件。 例如： 发展无接触式传感器，装在油缸内，受到保护免受机械损坏和磨损。 压力传感器要提高抗干扰能力，过载保护，阀门和电子元器件要有足够的常规使用的寿命和抗污染能力。,15,(3)加快动作速度。随着综采技术的发展，要求液压支架的控制更快。,1、液压系统有足够的通流能力。,2、电液控制和数据传输及处理速度能更快。,3、在条件适宜的地方尽量采用支架与采煤机联动
3、等控制方式并与采煤机的速度相匹配。,4、采用隔架移动多架同时操作。,5、尽可能减少本架各个动作之间，以及架与架之间的动作接续时间。,16,(4)提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适合使用的范围。,根据国外估计，今后主要会发展分散式单架控制管理系统，提高适应性，加强编程，数据采集处理、显示和通讯的能力。例如控制程序可远距离装入或修改。使电液控制管理系统的程序适应不一样的地质条。,请大家提出宝贵意见,Thank You !,优点1-保证额度初撑力,保证液压支架额定初撑力，电液控制管理系统可以通过压力传感器反馈信号或通过延长控制电磁先导阀的供电时间来实现支架初撑力自保。保证额定初撑力，减少了立柱的增阻所需时间，提高了支护效率，而且全工作面支架初撑力均匀一致，改善了顶板的管理。,注：德国的PM4电液控制系 统初撑力保证功能就是这样实现的,优点2带压移架,采用电液控制管理系统，在移架过程中，易于实现带压移架，减少了工作面顶板对液压支架产生频繁的冲击载荷，保护顶板围岩的稳定，延长液压支架的使用寿命。,优点3改善采煤机与刮板机的工况,移架步距准确，切顶线整齐，改善了支护效果，并且使刮板输送机和整个工作面直线、准确。改善了刮板输送机和采煤机的工况。另外多架同时推溜，使刮板输送机缓慢弯曲，避免溜槽连接处产生过大的应力。,优点4自动化管理,电液控制管理系统可与采煤机和刮板输送机的自动控制管理系统配合联动，实现全自动化综采工作面。 支架与采煤机的运作时的状态和数据可以传输到巷道中主控制台和地面中央控制中心，便于实现整个矿井的自动化管理。,22,目的,对支架的控制实现了自动化，降低工人的劳动强度, 改善工人的劳动条件，减少工作 面工人。最终实现无人综采工作面。,23,带压移架,如果煤层变厚，立柱支撑力推活柱上升，高压乳化液通过节流孔补入立柱下腔，来保证顶梁始终与顶板接触，移架时，使顶板受到某些特定的程度的支撑力。,系统自动适应煤层厚度的变化。,如果煤层变薄，顶板压力通过活塞杆使立柱下腔压力升高，打开支撑保持阀进行回液，立柱就降低，直到立柱下腔压力与支撑保持阀整定压力相等为止。,24,推溜过程,25,换 向 阀,换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。 按阀体连接的主油路数可分为二通、三通、四通等。 按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、三位、四位等。 按操作阀芯运动的方式可分为手动、
5、机动、电磁动、液动、电液动等。,利用电磁铁推动阀芯来控制液流方向的。操作上轻巧方便，容易实现自动化操作。,三位四通阀,26,保证初撑力,对于坚硬顶板，导致顶板下沉增大，造成煤壁处切顶或漏顶；导致顶板来压对支架产生动负荷，形成冲击压力，恶化了支架的工况。支架与顶、底板的摩擦力小，冲击载荷瞬间作用于推移系统和输送机上，造成支架推移系统损坏。,对于中等稳定及破碎顶板来说，初撑力不足时不能有效控制上覆岩层的离层，使上覆岩石失去了整体承载能力，当顶板来压时，上覆岩层逐层断裂而破碎导致漏顶。,旁路回液的快速移架系统，支架回液不经过操纵阀而直接流回主干路， 大幅度减少了回液阻力损失，加快了移架速度。,液压系统,掩 护 式 液 压 支 架 结 构 图,立柱倾斜布置，以利于支架承受水平力。 掩护梁把工作区与采空区隔开，并承担采空区矸石的载荷。,圆弧式液压支架,掩护梁和底座只有一个铰接点 支架升架时，顶梁沿圆弧轨迹运动，梁端距变化大，不利于靠煤壁处顶板的支护,四连杆机构 梁端的轨迹是双纽线，梁端距变化小，利于煤壁主顶板的维护 可以克服作用于支架上的水平力 顶梁与掩护梁之间的三角区容易填塞矸石，影响顶梁与顶板的结合。,双纽线型液压支架,手动控制液压支架,32,电液阀组为单元组合结构。每个单元包括电磁先导阀和对应的液控换向阀。,电液阀工作原理,电磁先导阀是靠 电磁线圈通电产生的吸力而动作的，一个单元有两个电磁线圈，分别控制两个动作。,33,系统正常工作靠电磁线圈的吸力 系统异常直接按压推杆的外端，推杆带动先导阀芯动作,电磁先导阀的动作,杆外端封有胶护罩，供手动按压。在停电、电控系统有故 障或其他临时不使用电控系统的情况下，作为应急操作，可直接按推杆使先导阀动作，但不允许经常这样操作，因为易导致损坏。,34,跟机自动化（联动自动化） -支架控制的高级功能,根据工作面的作业规程，确定采煤机运行到某一位置时哪些支架应相应地执行什么动作，这些操作要求被编成程序存入系统中，系统根据采煤机位置的信息自动发出命令指挥相应的支架控制器完成这些操作。支架的正常动作过程完全自动地进行。,35,与采煤机联动的自动控制,
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