1、BG1液压支架及其电液控制系统概 述 报告人：主要内容主要内容液压支架概述 液压支架电液控制系统 电液控制系统发展方向液压支架概述液压支架概述 液压支架是以高压液体为动力，由金属构件和液压系统以及控制系统组成。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。BG4液压支架的分类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 液压支架控制系统的发展历程电液控制系统电液控
2、制系统电液控制系统技术的核心：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，达到对工作面设备进行控制的目的。电液控制系统一般模型电液控制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 。BG8主 流电液控制器德国DBT公司PM4型控制器德国MARCO公司PM31型PM32型控制器美国JOY公司RS20型控制器德国EEP公司PR116型蒂芬巴赫ASG5型主流控制器PM31PM31
3、电液控制系统电液控制系统液压支架电液控制系统控制功能 集集 中中自动化控制自动化控制修理状态下修理状态下的手动控制的手动控制 单架单动作单架单动作 双向邻架控制双向邻架控制单架单架/ /成组支架成组支架自动程序控制自动程序控制与采煤机联动与采煤机联动的自动化控制的自动化控制控制控制功能功能BG11液压支架电液控制系统的优点综采三机的综采三机的“联动联动”自动化管理自动化管理改善采煤机改善采煤机和刮板及的和刮板及的工况工况带压移架保证额定初撑力BG12电液控制系统的发展方向1、降低成本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，扩大适用范围。BG13(1)降低成本 目前支架电
4、液控制生产批量不大，标准化程度低，工艺要求和生产成本较高，影响其大量推广。 因此降低成本，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。 BG14(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使用寿命和抗污染能力。 BG15(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等控制方式并
5、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。BG16(4)提高对复杂地质条件的适应能力，扩大适用范围。 根据国外估计，今后主要会发展分散式单架控制系统，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。使电液控制系统的程序适应不同的地质条。 请大家提出宝贵意见优点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
6、，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性好，采煤机截深准确。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 电液控制系统可与采煤机和刮板输送机的自动控制系统配合联动，实现全自动化综采工作面。 支架与采煤机的运行状态和数据可以
7、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。 BG22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。BG23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，从而保证顶梁始终与顶板接触，移架时，使顶板受到一定程度的支撑力。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。BG24推溜过程BG25换换 向向 阀阀 换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或
8、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、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。操作轻便，容易实现自动化操作。 三位四通阀BG26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，
9、上覆岩层逐层断裂而破碎导致漏顶。推 移 千 斤 顶立 柱 千 斤 顶安 全 阀 (溢 流 阀 )电 机卸 荷 阀 （ 固 定 初 撑 力 ）油 箱液 控 单 向 阀操 纵 阀刮 板 输 送 机泵 站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， 大大减少了回液阻力损失，加快了移架速度。液压系统液压系统掩掩 护护 式式 液液 压压 支支 架架 结结 构构 图图立柱倾斜布置，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
10、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。双纽线型液压支架双纽线型液压支架手动控制液压支架进 液回 液BG32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。BG33 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。BG34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。BG35与采煤机联动的自动控制
