在矿区工作面回采操作中多次出现的断层回采为整个矿区的设计、生产带来不利影响。做好液压支架的综合防护工作能够减少断层回采的发生。为此,文章结合某矿区工作面实际情况,就采煤工作面过断层期间液压支架的操作及防护问题进行探究。

针对综采工作面采煤机和液压支架协同控制效率较低问题,基于采煤机记忆割煤和液压支架跟机自动化控制技术,提出了一种综采工作面采煤机和液压支架协同控制技术。依据综采工作面生产作业工艺,对采煤机和液压支架作业工序进行划分后重新匹配,生成采煤机和液压支架协同工序,各工序中通过协同控制逻辑实现对采煤机牵引方向、速度和液压支架跟机动作的协同控制。应用结果表明,与人工干预控制模式相比,该技术降低了采煤机和液压支架控制对人工干预的依赖性,提高了综采工作面自动化水平,为实现无人化开采提供了技术支撑。

为提高采煤机滚筒调高系统的动态特性及跟踪可靠性,通过分析滚筒调高系统工作原理及液压机构几何参数对应关系,建立了滚筒高度与液压缸行程数学模型;结合模糊自适应PID控制器,在Automation Studio软件环境下建立了电液比例换向阀控液压缸开环和闭环控制滚筒调高系统仿真模型,研究了空载和负载情况下系统的速度响应及位置跟踪特性,结果表明提出的滚筒调高系统响应速度快,对滚筒位置跟踪的吻合度较好,且闭环控制滚筒调高系统优于开环控制滚筒调高系统。

为提高11603采煤工作面智能化控制水平,结合采面内开采设备配备情况及煤层赋存情况等,在采煤机智能化控制基础上构建液压支架自动跟机移架控制系统并进行工程应用。对自动跟机移架控制系统架构、工程应用效果等进行分析。工程应用后,液压支架可依据采煤机截割及回采区域煤层赋存变化情况进行自动跟机移架,可起到减少现场作业人员数量、提升安全生产保障能力。

为提高综采工作面回采巷道超前支护效果,依据21503综采工作面现场条件,提出采用单体式液压支架代替以往的单体+金属顶梁支护方式,并通过巷道内布置的单轨吊实现单体式支架快速移动。对现场支护用的单体式支架技术参数、布置方案、操作方式等进行分析。现场应用后,单体式支架可实现回风巷超前支护段顶板支护,在提高超前支护段顶板管理效果、降低劳动强度等方面显现出明显优势,现场取得较为显著的应用成果。

结合煤矿井下实际情况,基于PLC、CAN总线及STM32构建液压支架远程监控系统,该系统通过液压支架各传感器数据、操纵阀组状态实现运行参数监测,通过CAN报文实现监测数据传输,并针对井下电磁环境干扰严重、环境恶劣等问题,给出通信抗干扰措施。现场应用表明,该系统可实现液压支架远程实时监测,有助于液压支架控制效果。

针对煤矿液压支架控制器检测过程中存在测试效率较低的问题,设计了一种液压支架控制器自动化检测装置。该装置实现了液压支架控制器功能、性能和可靠性的自动检测,提高了液压支架控制器的检测效率、软件适应性能和产品质量,对液压支架电液控制系统的发展起到了积极的促进作用。

针对有线液压支架控制器在实际操作过程中存在的布线困难、易损坏、操作范围受限等问题,设计了一种无线液压支架控制器,介绍了以MSP430F149为控制核心的硬件电路设计,阐述了基于事件触发的控制器软件设计思路及按键中断服务程序和通信中断服务程序设计方案。测试结果表明,该无线液压支架控制器实现了单台液压支架控制、邻架控制及支架成组控制,数据传输速率为115 200bit/s,误码率为0,控制距离达25m,待机功耗仅为10mW,支架动作响应时间不超过500ms。

液压支架是煤矿综采工作面的重要设备,在煤炭开采过程中对工作面的顶板进行支撑和控制,为工作面的人员和设备建立安全空间。由于长时间承受高强度外载压力和撞击,液压支架各部件易产生应力损坏,其中护帮板的变形、断裂失效情况较为严重,频繁维修降低了设备使用率。

随着煤炭开采的现代化，对煤矿井下橡胶制品软管提出了更高的要求。原煤炭部对煤矿井下用的各种橡胶制品做出严格规定，要求其具有阻燃性、抗静电性。阻燃抗静电钢丝编织液压胶管和普通钢丝编织液压胶管结构相同．不但要符合GB3683—92标准所规定的各项性能指标，还要符合MT/T1198—2006标准所规定的各项指标。