液压支架电液控制系统的发展及简介

煤矿液压支架电液控制系统的研究发布时间：2021-11-11T06:16:27.727Z 来源：《学习与科普》2021年13期作者：王大川[导读] 随着科学技术的发展，煤炭领域的开采、运输工作也出现了历史性变革，由传统作业中的人工劳动逐渐转化为机械化工作，大大提升了煤炭领域工作效率，为相关行业获取更加丰厚的经济效益。

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司河北省唐山市 063100摘要：随着科学技术的发展，煤炭领域的开采、运输工作也出现了历史性变革，由传统作业中的人工劳动逐渐转化为机械化工作，大大提升了煤炭领域工作效率，为相关行业获取更加丰厚的经济效益。

其中，煤矿液压支架电液控制设备的重要性不容忽视，是煤炭领域自动化发展的核心环节。

鉴于此，需要煤炭企业、技术人员对设备控制系统进行深化研究，明确设备的各个环节、强化系统使用优势，为煤炭领域建设奠定坚实的基础。

关键词：煤矿；液压支架；电液控制；研究在煤炭领域机械化生产加工工作中，液压支架是当之无愧的重要设备，在使用阶段建立并完善的电液控制系统是现阶段煤矿生产加工中最为稳定、先进的技术之一，受到众多煤炭企业和技术人员的青睐。

电液控制技术实践与应用依赖于多种技术，涉及到计算机、自动化控制、传感器、机械电气等不同的技术领域，是综合性、学科交叉形成的技术成果。

一、煤矿液压支架电液控制系统概述（一）液压支架电液控制系统的基本原理 1.全过程自动控制系统电液控制系统中的主要内容有红外线装置、控制平台等，能够帮助采煤机与支架形成互相关联、互相帮助的作业系统，进而实现煤矿开采阶段自动控制目标。

将支架控制结构与系统终端控制台相结合，支架中安装的红外线发射器能够发出技术人员的操作指令，设备收到指令之后能够立即作出反应，简单、便捷地完成设备操控工作【1】。

2.双向成组控制系统煤矿液压支架电液控制系统运行的过程中将支架划分成为多个小组，操作人员启动核心支架中的架控箱，对其余支架小组发出动作指令，保证各个支架都能够按照既定的需求和标准作业。

支架电液控简介支架电液控制系统简介煤炭是我国的主要能源，在国民经济建设中,具有重要的战略地位。

在未来新能源大规模利用之前，煤炭是支持我国能源供应的国内重要品种。

据国际能源署预测，从2000年到2020年，一次商品能源需求年增长2.97％，2020年我国煤炭需求量将达到50亿吨，煤炭工业将有一个很大的发展。

目前，煤炭工业面临着历史性的挑战与机遇，经历着关键性的转变。

实现以信息技术和机电一体化技术为核心的综合自动化；以清洁生产和洁净煤技术为基础的洁净化；以大企业集团和多元化经营为特征的集约化，即实现高效、安全、洁净、结构优化，已成为新时期我国煤炭工业发展的方向。

中国煤炭机械设备市场一直处于迅猛上升趋势，综合机械化采煤（简称综采）是煤炭开采技术现代化的重要标志。

目前世界高产、高效综采技术装备的核心是工作面综采设备，工作面综采设备三大主要配套设备包括：采煤机、刮板运输机和液压支架。

其中液压支架作为综采工作面支护设备，其价值约占整个综采设备价值总额的60%～70%，是煤炭企业建设高产、高效、安全采煤矿井不可或缺的关键设备，是与采煤企业、能源产业等高度关联的机械产品。

煤矿井下支护问题始终是困扰煤炭高产高效、安全生产的重要问题。

因此，以液压支架为主要设备的综合机械化开采的诞生和发展是煤矿生产发展史的一次重大革命，不仅从根本上改善劳动和安全条件．也为采煤产量和效率的迅速提高奠定了基础，使煤炭生产面貌彻底改观。

中国的液压支架是在20世纪70年代，通过引进、吸收，逐步发展起来的。

经过30多年的攻关，已研制开发出能满足不同需求的各种类型的液压支架，目前我国的液压支架正向着大型化发展，为矿井集约化生产提供了可靠的技术保障。

随着我国煤炭工业结构升级步伐的加快，国家关于煤炭工业的宏观调控及重大设备国产化政策的进一步推进，“十二五”期间国内高端液压支架的需求将急剧增长。

电液控制系统作为液压支架的控制部件，其市场需求量将随支架的增长而增长。

液压支架电液控制系统的发展及简介[摘要]液压支架是煤矿开采的重要设备之一。

液压支架在煤矿开采过程中负责煤层的支撑和控制工作面的顶板，将采空区与作业区相隔离，避免矸石进入回采工作面。

液压支架电液控制系统是目前煤矿支护设备的先进控制方式，是集机械、液压、电子、计算机和通信网络等技术于一身，科技含量高，是煤矿综采的一项高科技产品。

液压支架电液控制系统不仅可以自动控制液压支架的动作，而且可以实现邻架及异地控制液压支架，降低开采一线工人的劳动强度，大大提高一线工人的工作环境，保证煤矿企业的安全生产。

【关键词】煤矿液压支架；电液控制系统随着科学技术的发展，液压支架电液控制系统正逐步应用到我国煤矿企业中。

电液控制系统的推广，使煤矿生产由机械化生产向自动化控制生产迈进。

不仅提高了煤矿生产效率，而且改善了煤矿生产的工作环境及安全条件。

1.电液控制系统的发展概况1.1国外电液控制系统发展为了便于井下开采实现自动化，改善工作环境，美国、德国等国家于20世纪70年代最先开始研制、开发液压支架电液控制系统。

电液控制系统在国外，80年代进入试运行阶段，90年代技术基本成熟，逐步应用于煤矿综采。

国外应用电液控制系统较多的有德国、美国、英国、澳大利亚、波兰等。

其中尤以德国、美国应用最为普及化，其各项技术指标也属领先地位。

德国采矿技术有限公司(DBT)生产的PM4控制器，德国玛坷公司(MARCO)生产的PM31、PM32控制器，美国JOY公司的RS20控制器装配了故障诊断预警装置，通过刮板输送机、采煤机等进行联动、实现远程操控。

1.2国内电液控制系统发展在我国，1991年北京煤机厂和郑州煤机厂首次研发液压支架电液控制系统，在井下工作面进行工业试验，但由于各种原因未能大批量生产。

1996年，煤炭科学研究总院太原分院试制电液控制系统，进行了我国首家整套工作面生产实验。

2001年7月，北京天地玛珂电液控制系统有限公司成立，北京天地玛珂电液控制系统有限公司注册于北京市中关村科技园区昌平科技园，由央企中国煤炭科工集团下属上市公司天地科技股份有限公司与德国玛珂系统分析与开发有限公司合资成立。

煤矿液压支架电液控制系统煤矿液压支架电液控制系统研究摘要:重点介绍了煤矿液压支架电液控制系统的结构、组成、工作原理，主要功能以及在煤矿液压支架产品中的应用效果。

煤矿液压支架电液控制系统是实现煤矿高产高效的关键技术设备之一。

目前，国外液压支架电液控制技术已发展到相当成熟的阶段，控制功能不断扩大，其对工作面条件的适应能力不断增强，可靠性也得到大幅度提高。

当今国际主流的液压支架电液控制系统主要有德国MARCO公司的PM31型、德国DBT公司的PM4型和美国JOY公司的RS20型三种。

美国、澳大利亚、南非等国家的煤矿新装备的综采工作面几乎全部采用电液控制的液压支架。

一、电液控制系统核心煤矿液压支架电液控制系统即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。

二、电液控制系统组成、原理、基本功能(一)电液控制系统组成如图1所示:电液控制系统主要有电源、主控制台、支架控制器(SCU)、液电信号转换元件(压力、位移传感器)，电液控制阀组、液压系统等组成。

图1 支架电液控制系统组成图(二)电液控制系统基本原理(1)双向邻架控制系统。

综采工作面每一支架均配有架控箱、操作者通过支架架控箱选择邻架控制方式，然后根据指令发出相应控制命令(给出电信号)，使邻架上对应的电磁铁或微电机动作，将电信号转化为液压信号，控制主控阀开启，向支架液压缸供液，实现邻架支架相应的动作。

支架工作状态由位移传感器和压力传感器反馈回架控箱，架控箱再根据传感器反馈信号决定支架的下一个动作。

(2)双向成组控制系统。

将工作面的支架编为若干组，在本组内首架上由操作人员按动架控箱的启动键，发出一个指令，邻架就按预定程序动作，移架完成后自动发出控制信号给下一架控箱，下一架开始动作。

依此类推，实现组内支架的自动控制。

液压支架电液控制系统概述液压支架电液控制系统的主要组成部分包括液压系统、执行机构、控制器以及传感器等。

液压系统由液压泵、液压阀、液压缸等部件组成，负责提供液压驱动力，使液压支架能够实现运动。

执行机构是液压支架的核心部分，通过液压油将液压能转换为机械能，实现支架的伸缩、抬升、倾斜等动作。

控制器是液压支架电液控制系统的大脑，负责接收和处理信号，并输出相应的控制指令，实现对液压支架的精确控制。

传感器则用于感知液压支架的姿态、位置和运动等信息，将其反馈给控制器，以实现对支架运动的闭环控制。

液压支架电液控制系统的工作原理是利用控制器和传感器的配合，实现对液压系统的控制。

首先，传感器感知和采集液压支架的姿态、位置和运动等信息，并将这些信息传输给控制器。

控制器根据传感器的反馈信息，通过分析和处理确定液压支架的运动方案，并输出相应的控制指令。

这些控制指令通过电气信号传输到液压系统的控制阀，控制阀根据控制指令的要求调整液压系统的工作状态，实现对液压支架的运动和控制。

液压支架电液控制系统具有多种运动模式，常见的有定速模式、定位模式、示教模式等。

在定速模式下，液压支架以固定的速度运动，用于一些连续工作场合。

在定位模式下，液压支架通过控制阀控制腔的压力，在达到设定的压力上限或下限时停止运动，用于一些精确定位的任务。

在示教模式下，液压支架可以通过人工操作将其运动轨迹记录下来，然后在控制器的指令下，实现对液压支架的模拟运动。

液压支架电液控制系统具有广泛的应用前景。

在工程机械领域，它可以应用于挖掘机、装载机等设备上，实现对斗、臂等部件的运动和控制。

在航空航天领域，它可以应用于飞机机翼的折叠、起落架的伸缩等操作中，提高飞机的机动性能和适应性。

在自动化生产线上，它可以应用于输送带、机械臂等设备，实现对物料的运动和处理。

综上所述，液压支架电液控制系统是一种利用液压系统和电子控制系统实现支架运动和控制的系统。

它具有结构简单、运动平稳、控制精度高等特点，广泛应用于工程机械、航空航天、自动化生产线等领域。

简析煤矿综采液压支架电液控制系统的应用0引言液压支架的使用是煤矿井下采煤由人工劳动到机械化生产的根本性转变。

综合机械化采煤在煤矿的推广应用，使我国煤矿生产的技术和生产效率达到世界先进水平。

计算机技术和自动化技术的发展，为煤矿生产自动化和高效生产提供了新的出路。

电液控制系统的应用使井下采煤实现了由机械化向自动化的变革，是煤矿21世纪的高新技术。

电液控制系统集监测与控制于一体，可实现在地面、在顺槽对工作面设备的运作与工况的自动控制与监测，使煤矿井下工作面的生产和管理产生根本性的变化。

1电液控制系统的发展概况自电液控制系统20世纪80年代问世以来，受到各国煤矿的关注。

目前，德国多数综采工作面已经使用了电液控制系统。

在美国、英国、澳大利亚、波兰也得到广泛应用。

20世纪90年代末期在我国神华集团大柳塔矿采用第1套德国DBT生产的电液控制系统以来，先后有5套系统在我国投入使用。

由煤炭科学研究总院(天地科技股份有限公司)与德国玛珂系统分析与开发公司共同提供的第1套综采放顶煤液压支架电液控制系统，代表了当前电液控制系统发展的最新水平。

该系统在兖州兴隆庄煤矿井下正式运行，成为我国及世界综采放顶煤第1套利用电液控制系统的工作面。

多年来困扰综采液压支架电液控制系统在中国推广使用的一个主要问题就是价格问题。

为进一步降低成本，煤炭科学研究总院(天地科技股份有限公司)与德国玛珂系统分析与开发有限公司在北京成立了合资经营公司，即天地玛珂电液控制系统有限公司。

该公司采用德国玛珂公司电液控制系统的关键技术，大部分元件在中国生产，由德中双方技术人员提供高质量的技术服务。

天地科技股份有限公司是煤炭科学研究总院转制的专业从事煤炭科技开发与装备生产的大型科技企业。

具有几十年从事煤炭科技开发和装备生产的经验。

具有一批高水平的专家和技术队伍。

德国玛珂系统分析与开发公司是专业从事液压支架电液控制系统开发和装备生产的公司。

20多年来该公司开发的系统在德国煤矿的市场占有率达70%以上，同时远销美国、英国、波兰、俄罗斯等国家。

中国液压支架电液控制系统行业市场规模、销量、竞争格局、重点企业及趋势分析一、液压支架电液控制系统行业概述液压支架电液控制系统，是对液压支架实施多功能、高效率、自动化控制的成套设备。

该系统控制液压支架形成采煤工作面的安全操作空间，控制液压支架协同采煤机、刮板运输机移动，实现采煤工作面液压支架自动化控制，是实现煤矿综采自动化、智能化的关键技术和装备，是实现少人工作面、无人工作面的关键基础。

液压支架电液控制系统的特点二、液压支架电液控制系统行业现状1、市场规模近年来，随着煤炭开采智能化进程的加快，我国液压支架电液控制系统市场规模由2018年的12.8亿元增至2022年的36.6亿元，2022年的同比增速为27.9%，目前的液压支架电液控制系统在国内主要的大型煤矿企业客户的普及率已达较高水平，市场规模的增长率将逐步放缓。

2018-2022年中国液压支架电液控制系统市场规模2、销量煤矿企业客户对于液压支架电液控制系统产品的需求增加，带动销量增长，2022年的中国液压支架电液控制系统市场销量为549套，较上年增长22.5%；考虑到液压支架电液控制系统的产品寿命5-8年，存量市场仍会为带来稳定的采购与需求。

2018-2022年中国液压支架电液控制系统销量相关报告：产业研究院发布的《2024-2030年中国液压支架电液控制系统行业市场深度研究及投资规划建议报告》三、液压支架电液控制系统行业竞争格局1、竞争格局目前，我国液压支架电液控制系统市场的头部企业优势较大，CR3的2022年市场占有率为78%。

其中，天玛智控市场占有率排名第一，为35%；紧随其后的是郑煤机，市场份额为34%。

2022年中国液压支架电液控制系统市场竞争格局2、重点企业北京天玛智控科技股份有限公司隶属于中国煤炭科工集团，是国家高新技术企业、国家技术创新示范企业、国有重点企业管理标杆创建行动标杆企业，拥有国家认定企业技术中心和国家重点领域创新团队。