摘要：在我国进入21世纪的新时期，我国的综合经济在快速发展，社会在不断进步，从液压支架电液控制系统故障的防治入手，在概述液压支架电液控制系统结构和应用优势的基础上，分析了导致电液控制系统故障发生的常见原因，以此为基础结合自身实践经验，对如何提升液压支架电液控制系统运行质量提出几点建议，以便为保障回采作业面液压支架的持续、稳定工作和生产的安全、有效开展提供一定的助力。
关键词：液压支架；电液控制；失效分析；故障诊断
引言
液压支架是煤矿开采主要装备，液压支架电液控制系统是实现液压支架自动化的必要手段，液压支架电液控制系统融合了液压、控制、传感器检测、通信、计算机技术等内容，是煤矿井下作业的一项综合一体化技术，在我国综采工作面液压支架电液控制系统已经得到了普遍推广与应用，电液控制系统的应用替代了人工手动操作，通过液压支架的电液程序控制，实现了单个支架的单动作控制、成组支架动作的顺序程序控制，实现以液压支架跟机自动控制为主，人工远程干预为辅的自动化生产模式，降低了煤矿工人的劳动强度，提高了煤矿生产效率，为煤矿用户带来了巨大的经济效益。但是，我国液压支架电液控制系统及其主要元部件其可靠性、稳定性与国外同类产品还具有一定的差距，对现场环境适应能力不足，液压支架电液控制系统故障诊断功能还比较薄弱，在使用过程中当液压支架电液控制系统出现故障时，还需要操作维修人员逐架排查，而对于有些随机故障或个别系统故障，操作维修人员无法准确定位故障点，使液压支架电液控制系统不能得到及时维护，液压支架电液控制系统的功能不能得以发挥，影响了工作面自动化系统的应用效果。因此，亟需对液压支架电液控制系统故障诊断功能进行系统全面的布局及实施，以提高系统故障识别性能，减少操作人员现场判断，降低操作维修人员的技术门槛，利用大数据、人工智能、故障识别技术，将故障诊断系统由故障信息挖掘转变为故障信息推送应用模式，降低系统使用成本，提高系统可维护性能，使操作人员可以及时排除液压支架电液控制系统故障，从而提高系统的可靠性和可用性，为综采工作面无人化提供技术支撑。
1液压支架电液控制系统故障原因
伴随液压支架电液控制系统的应用与普及，其在便利井下生产作业的同时也遭遇了一些限制其功能充分发挥的问题，可概述为以下几点：a）系统液压元件故障概率较高且规格不统一。近年来随着国内机械制造技术的不断提升，煤矿液压支架的各组件的生产均已实现国产化，而出于成本最优化和便利的需求，矿井液压支护系统进行配套选择时多是从多个厂家购进不同设备进行组合。但各厂家的设备制造多是依据自身性能为基准开展，而未对多个产品组合后的支护系统电液控制性能予以考量。以清洁度为例，国内支架产家的清洁度标准仍多沿用传统手控支架清洁标准，这使得支架配入电液控制系统进行使用后，油液中杂质颗粒过大，从而致使电液控制系统中的换向阀门堵塞失灵，进而导致主阀门与电磁先导阀等的损伤，埋下安全隐患，乃至直接导致系统瘫痪；b）电磁辐射影响。综合机械化回采工作面不仅布设有液压支架，还布设有泵站、采煤机、运输机、井下通讯设备等众多机电设备。这些设备在运行作业中均会产生大量电磁辐射，充斥工作面空间，尤其是采煤机等大功率机电设备启停产生的电场扰动会使得支架电液控制系统的电源产生波动，这种波动影响到电流就会导致敏感的电气组件功效降低乃至故障，从而不利于电液控制系统功能的充分发挥；c）维护管理与技术人员不达标。液压支架电液控制作为集电子、通讯、液压、计算机等众多学科于一身的综合型技术，就科技含量而言远高于传统的支架手动液压控制系统，加之各电控组件之间布设有各种规格的电缆，这对于其日常作业时的操作与管理也提出了更高的要求。但多数矿井实际生产中仍沿用传统的设备管理制度，而并未针对电液控制液压支架制定针对性的管理维护措施。同时，井下作业人员多未针对新设备开展过专业的技术培训，作业时存在不当操作现象，这些均增大了电液控制系统发生故障的可能性。
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2液压支架电液控制系统故障快速诊断技术
2.1故障诊断系统软件设计
通过液压支架电液控制系统网络拓扑图构建液压支架电液控制系统监控系统界面，通过系统逐层级通信检测激活网络中的系统单元，构建整个电液控制系统的工作面双总线通信网络系统和工作面与监控中心连接的网络系统。当通信网络连接失败时，连接网线为灰色，表示通信网络连接故障，在系统网络图上，控制器、传感器、电磁阀等部件出现错误时显示黄色，处于故障状态时显示为红色，没有查看的故障诊断信息称为消息，当系统中有消息时，在屏幕下方的消息窗口将提示最新的消息，及未读取的消息数量，通过该方法，将系统故障信息以数据推送的方式报送给操作人员，省去了操作人员在大量的数据、界面中查找所要的故障信息。
2.2故障快速诊断及分析
在电液控制系统通信故障诊断方面，通信作为系统的基础，一旦失效将导致系统无法工作，必须加强线路故障检测及传输上报，方法即是在每一条通信收发回路中周期性发送通信检测指令，由检测指令的收发情况自动进行信号故障判别，然后由监控中心汇总并上报故障情况。在系统控制结构、各部分监控分站等结构性的故障诊断方面，可通过信号转换器对各部控制台、监控分站的运转情况进行信号收集、分析、故障识别及处置。在液压支架执行动作指令及完成指令的故障诊断方面：一是检测电磁阀执行指令情况，构建电磁阀检测回路，其功能包括对短路、开路、漏电等故障进行检测；二是检测液压元件、管路、油缸等故障情况，通过检测油液压力等识别出液压系统窜液、泄液、漏液情况及各部件故障情况，并发出故障警报并及时处理。在传感器的工作状况故障诊断方面，对传感器的信号接收、传输、反馈情况进行检测，通过检测数据的变化分析，得出其精度情况、损坏情况、故障情况，并及时进行维修处理。
2.3配液用水的纯净度和乳化液的浓度
配液用水的纯度和乳化液的浓度，会对电液控制工作造成重要影响。针对可能出现的纯净度和乳化液浓度问题，需要从2个方面入手做好工作：（1）确保配液用水的纯度。通常使用纯净水、专用PE管的方式进行供水操作，能够在很大程度上降低供水管路的锈蚀现象，继而堵塞电液控制阀。（2）严格控制乳化液的浓度。乳化液和清水的配比通常为5：95。如果清水水质不达标的情况下，需要依据原有规范进行一定的调整。在完成配比后，要对乳化液的浓度进行严格的检测与控制，通常乳化液的浓度在3%~5%较为合适。同时，通过对乳化液过滤设备的及时清洗、定时更换，能够及时防止堵塞问题的出现。
结语
电液控制系统作为新型的液压支架高效控制手段，对于回采作业面安全、持续、稳定生产的实现有着紧密关联。但要想实现电液控制系统自身功效的充分发挥，不仅要增强对设备自身的管理维护质量，还应从工作介质、工作环境等内外在因素共同着手，才能真正确保其性能的全面体现。因此，作为一名合格的技术管理人员，必须不断学习先进的技术理念，并在实际作业中充分立足现场实际，在明晰事故诱因的前提下，开展针对性的防治工作，从而为作业的真正安全有效开展提供保障。
参考文献：
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论文作者:苏飞军
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30