煤礦液壓支架智能推移控制系統設計
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摘要：為更精準地控制液壓支架推移，基于當前液壓支架推移控制系統現存不足，提出了一種以閉環控制模式為基礎的液壓支架智能推移控制系統。該系統可及時修正液壓支架推移過程中存在的誤差，精準控制液壓支架推移作業，更好地保障礦井安全生產。
關鍵詞：液壓支架；推移同步；智能推移；控制系統
0引言
在煤礦的安全生產中，確保生產安全的核心設備就是液壓支架，它的主要作用是給予煤礦巷道頂面一定的支撐防護，避免其受到開采落石的沖擊，有效保護采煤設備及工作人員。在綜采面安全生產的過程中，隨著開采進度的不斷深入，液壓支架與刮板輸送機、采煤機等綜采設施相互配合、相互協同，促使礦井下部的工作面不斷推進。礦井下部工作面的地質構造極為復雜、工作環境極為惡劣，在采煤機不斷推進的過程中，液壓支架因地質條件問題及其自身的行走結構等，導致其無法保持穩定的直線推行狀態，這樣又會導致在開采過程中，采煤機對煤層的底部或頂層出現漏采現象，使得液壓支架無法均勻有效地向前推進，因此在綜采面實際工作中，必須人工來控制采煤機，使其充分反復地切割巷道內的煤層，對液壓支架的推進來手動進行，使其維持一致的運作狀態，不僅使工作人員的任務量增加，而且對綜采面的效率造成了影響，因此現階段最關鍵的問題就是優化完善液壓支架的推進控制模式，保證液壓支架與采煤機保持一致的推移狀態，從而使礦井的安全生產及工作效率得到大幅度提升[1]。
1液壓支架推移不同步的原因分析
為液壓支架的推桿、千斤頂與刮板輸送機的連接圖，點A和點B所表示的分別為推移千斤頂與液壓支架的連接位、推桿與千斤頂活塞的連接位，這兩種類型均是利用金屬材料的銷軸進行連接的，由于實際運動的需求，銷軸與銷孔之間應當設置相應的虛位，這樣液壓支架在推進過程中，一旦產生運動，銷孔中銷軸的位置是處于動態變化的，因此在不斷的變化積累中，就導致千斤頂的活塞出現一定的偏差[2]。在刮板運輸機與液壓支架相連接的構造中，該輸送機與推桿相連接的部位安裝有相應的軌道，以供銷軸進行滑動，在該軌道的兩側分別安裝有推溜點與拉架點，在拉架過程中，銷軸是處于滑動軌道內的拉架點，這時該輸送機必須整體向后傾斜，使拉架更加方便。在推溜過程中，銷軸就是處于滑動軌道內的推溜點，這時該輸送機則整體向前傾斜，逐漸與巷道底部相貼合，慢慢向前推移。但實際運行中，由于巷道內的工作環境較為惡劣，其滑軌內部常常會存在煤塊的卡入，這樣就導致實際推移過程中推溜與拉架存在一定的偏差[3]。
現行的推移控制體系是利用開關量來控制液壓支架的推移量。在實際運作中，在千斤頂上安裝的位移傳感設備可以將活塞桿的相關信號傳遞到液壓支架的控制器上，當該位移信號與系統設置的反饋值相一致時，自動控制將促使推移的單向鎖閉合，液壓缸對油液的輸入及輸出也將停止。在實際運行中，由于液壓支架的構造屬于機械連接，在其與相鄰液壓支架活塞桿的相關信號相一致時，其刮板輸送機難以輸出與之相對應的位移數值，因此基于現行的液壓支架的推移控制，與所具有的工作經驗相結合，優化設計出一類全新的智能化推移控制系統[4]。在液壓支架的全新智能化推移控制系統中，在進行推溜及拉架時，第一個液壓支架的推移千斤頂可以將活塞桿的推移行為進行控制，這時應當將活塞桿的力傳到推桿及連接接頭上面，促使其開始推動，從而對液壓支架的相關運動或者刮板輸送機的推進運動進行控制，此時通過液壓支架的實際位移測量來明確輸送機與支架同時運作時的準確位移，同時與系統檢測到的支架位移數值相比較，從而修整誤差狀況。之后將首個液壓支架位移數值的修正值設定為后續其他液壓支架的位移標準值，使后續的其他液壓支架也將此值作為位移標準值進行調節與設定[5]。之后，第一個液壓支架的設定值在傳輸到第二個液壓支架的控制器時，將其作為推溜的調節標準，利用千斤頂活塞桿的推移狀況，通過在支架控制器安裝支架，以其實際測量位移值來明確模型，即將此時刮板輸送機的實際位移值進行計算，同時將該位移值和相關的理論位移值相比較，若兩者的數值相同，則表明兩者的運作較為同步，此時相關的單向鎖閉合，系統運作將會停止；若兩者數值不相同，則推移千斤頂將會持續進行上述操作，直至設定的操作時間完成。然后將實際的位移與系統設定位移相對比，若此時依舊不相同，且差值超出了設定的極限值，系統將會作出報警，利用人工進行處理[6]。液壓支架的全新智能推移控制系統在加以調整的過程中，可以運用相應的傳感器通過支架的實際位移來確定模型，以此來明確液壓支架與相應輸送機的實際位移值[7]，同時將系統所設定的修正值與上述數值進行對比，從而明確液壓支架的下一個動作及相應的任務量，促使該控制過程成為一個閉環的控制模式。在整個控制運作中，系統可以基于液壓支架與刮板輸送機的實際運行狀況來調整后續的推移位移數值，促使整個推移過程中液壓支架維持同步性與齊平性[8]。
3結束語
針對液壓支架現行的智能推移控制系統所具有的邏輯控制缺陷，對該推移控制系統進行優化創新，將推移過程中液壓支架的所有相關因素進行綜合考慮，明確這些因素對液壓支架的推移所造成的影響，同時依據實際的工作經驗來對其加以修正，明確推移過程中液壓支架的實際位移值，然后基于此來明確其他液壓支架的推移設定值。這類全新的智能推移閉環控制系統，能夠有效解決現行控制系統的不足及缺陷，如提升可靠性及精度，對液壓支架推移進行有效地控制。
作者：宋昊妍 單位：大同煤礦集團有限責任公司安全管理監察局
