液压支架精准推移与快速跟机技术研究现状及发展趋势

液压支架精准推移与快速跟机是实现工作面智能化开采的关键技术支撑。为实现智能化开采,将液压支架精准推移等效为煤矿环境下的阀控缸系统精准位置控制;快速跟机则需从跟机工艺、稳压供液、快速移架等方面实现。针对液压支架精准推移技术,指出可借鉴相关领域成熟的阀控缸精准位置控制技术,总结了电液比例阀、高速开关阀、电磁换向阀控缸位置控制技术的研究成果及借鉴到煤矿领域存在的问题,提出可通过研制适合井下环境的大流量高压水基电液比例阀、开发智能优化控制算法2种途径实现液压支架精准推移。针对液压支架快速跟机技术,指出目前液压支架自动跟机因跟机工艺不合理、供液系统不稳定、移架工序不合理等,导致跟机速度慢,且易出现推移不到位、丢架等情况,从优化跟机工艺、稳压供液、快速移架3个方面总结了提高跟机速度相关研究成果,指出:目前跟机工艺无法根据采煤机速度动态调整,基于设备感知的自动跟机尚处于理论阶段;优化供液系统结构和控制算法是目前实现工作面稳压供液的主要途径,但未能有效解决多支架协同动作时液压支架端压力、流量稳定问题;改进液压系统结构是实现快速移架的主流方式,但存在远距离输送高压油液时压降大和高压处爆管、增大管径导致管路布置困难等问题。针对上述问题,提出从工作面供液系统恒压控制、提高液压支架推移控制精度、保障液压支架自动跟机效果、提高工作面整体跟机速度4个层面实现液压支架精准推移与快速跟机。指出液压支架精准推移和快速跟机技术的发展趋势为集中-分布式敏捷高效供液、液压支架控制器边缘计算能力提高、跟机控制策略对采场环境适应性增强、采场-装备动态耦合与跟随控制。