“綜采工作面‘三機(jī)’實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是根據(jù)實(shí)際綜采工作面地質(zhì)賦存條件、綜采工藝要求、三機(jī)工作原理以及相互配套關(guān)系建立的縮小型三機(jī)模型與采煤環(huán)境，包括一臺(tái)采煤機(jī)、27臺(tái)液壓支架、液壓泵站、刮板輸送機(jī)、煤層頂板和底板。”太原理工大學(xué)電氣與動(dòng)力工程學(xué)院的鄭文強(qiáng)同學(xué)邊說(shuō)邊帶記者走到了工作室，一個(gè)氣勢(shì)磅礴的龐然大物映入眼簾。鄭文強(qiáng)在機(jī)器旁介紹道：“‘三機(jī)’就是指液壓支架、刮板運(yùn)輸機(jī)和采煤機(jī)。”說(shuō)罷，鄭文強(qiáng)開(kāi)始向記者演示著采煤機(jī)的運(yùn)作，隨著機(jī)器的轟鳴聲響起，采煤機(jī)鋸齒高速旋轉(zhuǎn)，傳送帶開(kāi)始運(yùn)輸，這樣一系列流程下來(lái)，切割好的煤就會(huì)被運(yùn)輸出綜采工作面。

5月29日，記者來(lái)到太原理工大學(xué)電氣與動(dòng)力工程學(xué)院，參加“煤礦電氣設(shè)備與智能控制山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室公眾開(kāi)放活動(dòng)周”活動(dòng)，該實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主創(chuàng)新，研制出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓支架電液控制系統(tǒng)，打破了該項(xiàng)裝備的國(guó)外壟斷局面，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守的自動(dòng)化采煤目標(biāo)。2019年度，該系統(tǒng)獲得高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。2021年，這個(gè)項(xiàng)目衍生的“煤礦綜采工作面支護(hù)與運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)控制關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)”獲山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)“技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”。

 “液壓支架是綜采工作面中很重要的設(shè)備，負(fù)責(zé)綜采工作面的頂板支護(hù)任務(wù)，為工作面工人和設(shè)備提供作業(yè)空間，給刮板輸送機(jī)提供移動(dòng)的動(dòng)力，推動(dòng)刮板輸送機(jī)沿回采方向推進(jìn)；采煤機(jī)負(fù)責(zé)割煤；刮板運(yùn)輸機(jī)將割落的煤塊運(yùn)出綜采工作面，再經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送至地面，三機(jī)設(shè)備協(xié)同運(yùn)作，從而完成采煤作業(yè)。”鄭文強(qiáng)使用支架控制器演示著支架功能解說(shuō)道。

據(jù)鄭文強(qiáng)介紹，支架動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源于泵站的高壓乳化液，可通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)的方式控制液壓閥組的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的動(dòng)作控制。由于手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，且效率不高，目前，我國(guó)各煤礦的綜采工作面普遍采用電液控制系統(tǒng)對(duì)液壓支架進(jìn)行控制，該技術(shù)的應(yīng)用極大地減少了工作面人員數(shù)量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了采煤作業(yè)的安全性，實(shí)現(xiàn)了高效采煤。電液控制系統(tǒng)一般分為多層結(jié)構(gòu)，主要包括集控計(jì)算機(jī)、端頭控制器和支架控制器等，其中，支架控制器是電液控制系統(tǒng)核心設(shè)備，每臺(tái)液壓支架裝備一個(gè)支架控制器。

多年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)在宋建成教授、田慕琴教授帶領(lǐng)下，重點(diǎn)針對(duì)液壓支架電液控制系統(tǒng)研發(fā)，為保證系統(tǒng)更好的服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)和測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，搭建了綜采工作面“三機(jī)”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作為電液控制系統(tǒng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)將實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的液壓支架電液控制系統(tǒng)安裝與測(cè)試平臺(tái)，根據(jù)采煤工藝模擬實(shí)際采煤作業(yè)時(shí)，通過(guò)電液控制系統(tǒng)控制液壓支架執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，以此驗(yàn)證系統(tǒng)的各項(xiàng)控制功能。除此之外，該平臺(tái)還可以用于研究工作面直線度自動(dòng)調(diào)整技術(shù)、采煤機(jī)定位技術(shù)、進(jìn)行無(wú)人值守工作面重大設(shè)備智能化控制等實(shí)驗(yàn)，有利于推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研究，促進(jìn)綜采工作面采煤技術(shù)智能化的發(fā)展。

鄭文強(qiáng)告訴記者：“由于綜采工作面環(huán)境比較惡劣、工況較為復(fù)雜，目前多為手動(dòng)操作支架控制器對(duì)液壓支架進(jìn)行控制。我們的系統(tǒng)現(xiàn)已應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況以及實(shí)際使用需求，我們也在進(jìn)行不斷的改進(jìn)，繼續(xù)研發(fā)更為先進(jìn)的智能化電液控制系統(tǒng)。隨著數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的不斷發(fā)展，‘智慧礦山’‘無(wú)人值守自動(dòng)化采煤工作面’等先進(jìn)理念的提出，綜采工作面在向自動(dòng)化、智能化方向逐步發(fā)展，這就意味著液壓支架電液控制系統(tǒng)也要提高自動(dòng)化、智能化水平，這也是未來(lái)我們重點(diǎn)研究的方向。”

來(lái)源：科學(xué)導(dǎo)報(bào)