电液控考察报告.docx
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电液控考察报告
苍村煤业公司
液压支架电液控制系统方案
液压支架电液控制系统在美国、澳大利亚、德国等煤炭生产发达国家已得到了普遍的应用，而在国内的神东、兖矿、陕煤、平煤等集团公司也得到了成功的应用，并取得了很好的技术经济效果，液压支架电液控制系统时实现综采工作面高产高效的关键技术设备，也是今后的发展方向。
为使我公司在煤炭生产和技术装备及管理水平上得到进一步的提升，2011年11月21日至23日，由公司机电动力部丁小明带队组织物资管理中心、苍村煤业公司一行11人，对山西平阳重工及其旗下生产的支架电液控制系统在山西省蒲县宏源集团郭家山煤矿的实际应用下井进行考察调研，现将此次考察情况汇报如下：
一、液压支架电液控制系统系统概述：
液压支架电液控制系统是采用机电一体化技术对液压支架的液压回路进行控制的系统，其目的是实现综采工作面液压支架的操作自动化，实现煤炭生产的高效化、现代化。
它综合应用了计算机技术、通讯技术、传感技术、机电一体化技术等，将液压支架的降架、拉架、升架、推移前部输送机、拉后部输送机、伸收护帮板、喷雾洒水及放顶煤等动作由原来的手动操作改为电液自动控制、程序化操作。
单架电液控制系统示意图
架间电缆
架间电缆
支架控制器
电磁阀
压力传感器2
压力传感器1
二、支架电液控制系统相对于手动操作方式的优越性具体有以下方面：
⑴、提高采煤工作效率
1、快速电液控制系统及主阀能够满足单台支架完成一个工作循环时间不大于8秒、采煤机与支架联动，成组拉架时，6--10台支架同时拉架，完成一个工作循环时间不大于14.5秒的电液控制系统配套要求。
2、简洁电液控制系统可以将工作面液压支架常用单动作，进行程序组合控制。
例如在采煤时支架的降柱、移架、升柱三个动作，组合成一个程序动作，由电液控制系统一键完成。
而手动操作模式需要使用三片操纵阀分别完成。
电液控制系统操作使用简单，操作界面简洁清晰。
支架控制器的操作界面只有26个按键，井下工人只要经过简单的培训，即可熟练的操作使用。
3、高效目前井下工作面的实际情况是采煤机的移动速度通常可以达到12米/分钟，但是液压支架在手动控制的模式下，支架的移架速度远远低于采煤机的移动速度，形成采煤机等待液压支架的实际情况。
在液压支架电液控制系统的控制模式下，可实现对液压支架成组程序自动控制，包括成组顺序自动移架和成组顺序自动推溜。
，即在井下对若干架液压支架进行编组，编成之后的支架组可以在电液控制系统操作程序的控制下进行成组自动顺序动作（支架组最多可以有12架液压支架编成），快速提高了液压支架的移架速度，充分与采煤机配合工作，提高生产效率。
而手动操作模式下的液压支架工作时，只能由支架操作工人进行本架或邻架的单台支架操作。
⑵、有效的保障安全生产
1、支架电液控制系统可以实现液压支架的邻架手动操作，邻架自动成组操作。
避免了手动操作液压支架动作时，支架之间漏矸对操作工人造成的意外伤害；
在复杂地质条件下（工作面支架为薄煤层支架，支护高度有限），工人在井下操作时，操作空间有限，身体无法正常伸展，移动不便，移架时容易形成碰伤，而电液控制系统的应用，使支架能够自动成组移动，操作工人远离动作支架，从而提高生产安全系数。
2、电液控制系统在液压支架立柱下腔安装有压力传感器，即时监测液压支架工作压力和矿压，并将压力信号上传至地面，进行记录和分析，可以替代矿压监测系统，保障生产安全。
3、对立柱的工作压力、推移千斤顶的行程、煤机的位置、方向进行监测，能将数据传输至地面控制中心并显示。
4、支架本身信息及需要上传的其它综采设备（采煤机、刮板运输机、转载破碎机、乳化液泵站、组合开关等设备）信息能够通过数据传输系统上传并在井下和井上计算机显示，能接入最终用户现有通信系统，向第三方提供数据格式，实现矿山管理自动化。
5、电液控制系统设有声音报警、急停、本架闭锁及故障自诊断显示功能，并能方便地进行人工手动操作，能够在线进行参数调整设定。
6、减少井下工作人员数量，由于电液控制系统的根据经验，电液控制系统的支架工作面的操作人员的数量，只有手动操作的支架工作面操作人员的三分之一。
三、鉴于苍村煤业公司电液控制系统的技术方案：
鉴于苍村煤业公司煤层赋存和开采条件，结合此次考察情况，现提出两套技术配置方案。
方案一：
该方案为液压支架电液控制系统的简化方案，其核心是保留了电液控制系统对综采工作面液压支架千斤顶的全部控制功能，具体如下：
单个支架的单动作控制
操作者在任意一个支架上，选定为被控支架（可以是本架、邻架或间隔架），要使该架进行某一动作，就按面板上相应的某一操作键。
这是系统提供的最基础的初级功能。
包括立柱升降、推溜、移架等基本动作。
单个支架的降、移、升、控制（自动顺序动作控制功能）
支架控制器软件将主动作和包括与之关联的其他动作（如平衡千斤顶、护帮板、侧护板、抬底座等）协调连贯起来合成为一个大动作，自动按程序执行。
每个单动作的进程及单动作之间的衔接与协调均以设置的参数及传感器实时检测的数据为依据。
支架成组动作控制
从工作面的任何一个支架开始，向左或向右连续相邻的设定数量的支架被设定为一组，支架的某一动作（单动作或自动顺序联动的复合动作）在给出命令后从起始架开始运行，按一定的顺序在组内自动地逐架传递，每架的动作自动开始，自动停止，直至本组末架完成该动作为止。
组的位置、架数、执行什么动作取决于操作架位置以及在操作架上所作的选择和有关参数设置。
成组自动控制必须先作一系列参数的设置，也就是给成组自动控制设条件定规则，但不必每次都设置，参数存入后只有在要改变时才重新设置。
该系统的应用程序为自动降—移—升、推溜、拉溜、护帮板伸出和收回，侧护板伸缩等动作提供了成组自动控制功能。
系统还具有成组自动放顶煤（组内支架依次延时放顶煤或同时放顶煤）功能。
支架立柱自动补压功能（PSA）
控制系统提供了一项称为PSA（PositiveSetAutomatic）的自动功能。
电液控制系统在正常情况下，会定时检测支架立柱压力，立柱在支撑过程中如因某种原因发生压力降落，当压力降至某一设定范围时，系统会自动执行升柱，补压到规定压力，并可执行多次，保证支护质量，对工作面顶板实施有效的管理。
支架自动喷雾系统
由电液阀控制，实现架前自动辅助采煤机喷雾。
安全操作功能（急停、闭锁、停止）
在井下工作面进行液压支架维修调试时，不允许对维修人员正在检修的支架实施动作控制，为此系统设置了闭锁功能。
当维修人员进行支架维修或调试时，应对本架实施闭锁操作，只要按下操作架人机操作界面上的闭锁按钮即可，操作架将进入闭锁模式。
闭锁操作使该架支架控制器硬件驱动电路的电源被切断，从而保证维修人员所在支架不会动作，左右邻架进入软件闭锁模式，通过软件将左右邻架的驱动电路电源关断，禁止对左右邻架进行动作控制，只有解除闭锁操作，才能恢复正常的动作控制功能。
对于被闭锁的三个支架以外的其他支架控制器不受影响，仍可正常工作。
当工作面发生可能危及安全生产的紧急情况，需要立即停止或禁止支架成组动作时，可按压任意一个支架控制器上的紧急停止按钮，全工作面支架动作立即停止，自动控制功能在急停解除前被禁止。
在急停模式下，禁止使用成组操作控制方式实施对支架的动作控制。
优点：
1、在回采2.4m左右的煤层时，由于本工作面布置较短（130m），且井下顶板有伪顶存在，和煤壁易于发生片帮的情况，电液控制系统控制模式下提供的自动顺序控制功能和支架成组控制功能，能够实现快速移架，从而在生产过程中可以加强对顶板的管理和防止煤壁片帮情况的发生，并可以实现生产过程的高产高效。
2、在回采1.2m左右的煤层时，由于支护高度很低，井下生产时，操作工人的操作空间有限，所有动作通过按键完成，非本架双向控制，多种方式可选；
3、间接控制支架液压系统，避免高压管裂、片帮等对操作人员造成的伤害；
4、操作人员可始终站在上风口，避免煤尘等的危害。
5、应用电液控制系统，在薄煤层地质条件下，极大的提高安全生产系数。
电液控制系统配置清单及报价（方案一）
序号
部件名称
型号
数量
单位
单价（元）
总价（元）
备注
1
支架控制器
XDYZ-Z
105
台
8500
892500
2
隔爆兼本安直流稳压电源
KDW127/12A
14
台
10800
151200
3
服务器
XDYZ-Z
1
台
8500
8500
4
压力传感器
GYD-60
105
只
1550
162750
5
服务器—支架控制器连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=1.0M）
1
只
620
620
6
隔爆电源—支架控制器连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=1.0M）
14
只
620
8680
7
压力传感器—支架控制器连接器
LCYBV1×4×1.0-ZC（L=2.0M）
105
只
770
80850
8
架间连接器
LCYBV1×4×1.0-ZC（L=2.0M）
105
只
770
80850
9
控制器—电磁阀连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=2.0M）
525
只
190
99750
10
10功能电液控换向阀组
FHD320/31.5
105
组
14500
1522500
11
高压自动反冲洗过滤站
1
台
160000
160000
总计：
￥3168200.00元人民币：
叁佰壹拾陆万捌仟贰佰园整
方案二：
本方案在方案一的基础上增加了顺槽监控模块和井上下数据传输模块，该模块的增加可以将井下由压力传感器采集的矿压数据上传至地面调度室。
顺槽监控模块同时可以将井下采煤机、刮板机、皮带运输机、顺槽皮带、泵站、组合负荷开关进行网络联接。
并将相关信息上传地面主机。
矿压监控软件可以实时监测综采支架的瞬时工作阻力、顶板压力、初撑力等各项数据，并现场显示和报警。
经过对采集数据分析处理，可做出如下数据显示和报表：
①以3D的图形显示压力值。
②井上计算机动态显示监测参数、报警。
③井下现场显示数据和报警。
④监测数据自动记录存储。
⑤连续监测曲线显示、分析。
⑥原始曲线和数据查询、动态直方图显示。
⑦循环工作阻力自动识别和曲线报表综合处理，并具有报表、曲线打印输出功能。
⑧综合分析及顶板安全评估分析。
⑨数据库数据信息共享。
以上功能可以替代矿压监测系统，无需在增加一套综采工作面矿井压力监测系统。
矿压监控模块具有嵌入式硬件自动故障诊断功能。
若系统接入internet网络可实现远程维护功能，远程访问功能。
电液控制系统配置清单及报价（方案二）
一、主机设备
序号
部件名称
型号
数量
单位
单价（元）
总价（元）
备注
1
支架控制器
XDYZ-Z
105
台
8500
892500
2
隔爆兼本安直流稳压电源
KDW127/12A
14
台
10800
151200
3
服务器
XDYZ-Z
1
台
8500
8500
4
压力传感器
GYD-60
105
只
1550
162750
5
服务器—支架控制器连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=1.0M）
1
只
620
620
6
隔爆电源—支架控制器连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=1.0M）
9
只
620
8680
7
压力传感器—支架控制器连接器
LCYBV1×4×1.0-ZC（L=2.0M）
105
只
770
80850
8
架间连接器
LCYBV1×4×1.0-ZC（L=2.0M）
105
只
770
80850
9
控制器—电磁阀连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=2.0M）
525
只
190
99750
10
10功能电液控换向阀组
FHD320/31.5
105
组
14500
1522500
11
高压自动反冲洗过滤站
1
台
160000
160000
合计：
￥3168200.00元人民币：
叁佰壹拾陆万捌仟贰佰园整
二、顺槽监控模块
序号
部件名称
型号
数量
单位
单价（元）
总价（元）
备注
1
井下主控计算机
KJD31
1
台
148000
148000
2
矿用隔爆不间断电源箱
KDW59
1
台
9500
9500
3
服务器至网络转换器连接器
LCYV1×4×0.4-ZC（L=1.0M）
1
只
620
620
4
网络转换器
XDYZ—12H
1
只
1600
1600
5
网络转换器至防爆接线盒连接器
LCYV1×4×0.4-ZC—D（L=1.0M）
1
只
620
620
6
信号电缆
MHYVRP1*2*7/0.52—200m
1
根
620
620
7
井下主控计算机至接线盒连接电缆
64000325
1
根
3000
3000
8
矿压监测分析软件
1
套
免费提供
免费提供
合计：
￥163960。
00人民币：
壹拾陆万叁仟玖佰陆拾圆整
三、井上下数据传输系统
序号
部件名称
型号
数量
单位
单价（元）
总价（元）
备注
1
地面主机
ICP—60
1
台
8800
8800
备注
2
以太网光纤交换机（地面）
EDS-308-SS-SC
1
台
9750
9750
3
以太网光纤交换机电源（地面）
DR-4524
1
台
17000
17000
4
井下防爆光纤交换机
KJJ368
1
台
95000
95000
5
监控软件
1
套
免费提供
免费提供
合计：
￥130550.00人民币：
壹拾叁万伍佰伍拾圆整
总计：
￥3462710.00人民币：
叁佰肆十陆万贰仟柒佰壹拾圆整
机电动力部
二O一一年十一月二十四日
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