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综采工作面自移机尾智能化升级改造

自移机尾是煤矿综采工作面转载机与皮带机配套使用的移动设备,一端连接着桥式转载

机，另一端连接着带式输送机,具有自行前移、调高、皮带调偏和张紧等功能,是工作面顺槽

运输设备的重要组成部分。现在使用的自移机尾以双液压缸推移式居多,以手动控制的操作

方式为主,对操作人员有一定的操作技能要求。随着煤矿综采工作面机电设备智能化的深入

推进，综采工作面都配有集控中心，工作面几乎所有设备的操控在集控中心均能实现，唯独

现在使用的自移机尾还是手动操作。由于手动控制存在操作繁琐等诸多不便,已经难以适应

快速发展的综采工作面智能化控制的要求,因而自移机尾的控制方式应向智能化方向发展，

亟待需要升级改进，满足煤矿综采工作面智能化的综合发展要求。

控制系统分析及设计

1.液压系统

自移机尾原有液控系统由4个调高油缸、2个侧移水平油缸、2个推移油缸、

8个带有先导阀液控换向阀组、4个液控单向阀、8个安全阀和高压胶管等终端元

件组成。以综采工作面配套的乳化液泵站作为动力源，供液压力为31.5MPa。4

个调高油缸实现主机架的升降，进液回路设有液控单向阀和安全阀，以保证基架

在升起后维持所要求的状态稳定。2个侧移水平油缸实现机架侧向移动，进而带

动转载机机头与带式输送机自移机尾侧向移动。2个推移缸安装在基架两侧并配

有安全阀，并与小车、前基架相联，构成自移机尾小车的移动系统，一般最大行

程2.7米。整体液压控制系统单个回路相对比较简单，也没有电控系统。

在分析了现有自移机尾的基本结构及工作原理的基础上,重点分析了其液压

驱动系统和控制方法,对其液压控制系统和电控系统进行了优化设计,并根据工作

载荷进行理论计算和实物现场测试试验。通过了解国内外相关课题的研究成果和

对各种控制系统的分析比较,提出了液压控制系统采用液压支架成熟的电液控制

系统的实用型方案,原自移机尾液压回路共有8个，液压支架的电液控制阀有10

组回路接口，可以满足自移机尾液压回路的要求，余下2个回路接口可作为备用，

整个电液控制阀组的体积大小与原手控阀组外型尺寸接近，原来安装手控阀组的

位置也可以安装改进后的电液控制阀组，只需对安装孔位进行改进即可，同时留

出电磁阀控制线的走线孔位，满足控制通讯需求。结合整个综采工作面液压系统

和自移机尾实际，设计一套自动化、智能化的电液控制系统。

图1自移机尾改进后的液压系统图

2.电控系统

原自移机尾没有电控系统，升级改进后增加了电磁阀、电源箱、声光报警器、

传感器及遥控器等终端电控元器件，需要对终端元件进行控制设计，形成一套安

全可靠的电控系统。考虑整个系统便捷、实用、兼容、可靠等因素，在硬件选取

时，主要以现用的煤矿机电设备电控系统的在用硬件进行选择。根据井下实际需

求增设了声光报警系统、传感器、遥控接收器等警示反馈功能，设计出一套更加

高效、便捷、安全、智能、实用的电控制系统。

首先，主控器的选择。主控器要具有通讯、数据处理、显示和控制功能，同

时主控器还需要接收来自遥控器与传感器实时数据，进行存储、比对后发出控制

信号，通过与现用的综采工作面电控系统对比，液压支架的控制器满足要求，所

有的功能都具备，而且通用性高，可以随时互换，也与电磁阀组匹配，因此自移

机尾的主控器就选择液压支架的控制器。

其次，声光报警器的选择。确保自移机尾的操作人员和周围作业的安全，自

移机尾运行时需要发出提醒和警示，考虑井下作业环境比较昏暗，警示采用声音

和灯光两个方式进行提醒，在自移机尾操作时声光报警发出声音与灯光，提醒作

业人员自移机尾工作状态。

其三，压力传感器、行程传感器的选择。

其四，电源的选择。控制器所需的供电电压为12V直流电源，液压支架所用

的电源箱满足使用要求，电源箱为本安兼隔爆型变压器，为控制器提供电源。同

时，增加一个隔离耦合器，隔离控制器与电源箱之间的电信号，实现数据信号经

过光耦合后进行数据传输。

综合考虑自移机尾电气终端元件，电控系统的硬件系统主要由电磁阀、电源

箱、声光报警器、传感器及遥控器等模块构成，组织自移机尾的电控系统。

图2自移机尾电控系统实物图

实施步骤

根据重新设计的自移机尾电液控制系统进行两个控制系统的建设，列出所需

的硬件明细，包括电液控制阀组、电源箱、声光报警器、传感器、各种电缆、各

种胶管、接头，螺栓、卡子等元器件，以及安装所需的固定座，按照元器件的安

装孔位进行测绘加工所需的固定