摘要：根据杨家村煤矿4101工作面不稳定顶板的情况，结合液压支架带压移架的特点，对液压支架推移控制回路进行优化设计，基于AMESim软件对所设计的推移控制回路进行模拟仿真，并对所获得的图表进行分析，并在工作面液压支架上进行现场应用试验，证明所设计的液控回路具有良好的支护性能。
关键词：液压支架;带压移架;液控系统;推移回路;AMESim
0引言
近年来，随着我国煤炭工业的不断发展，液压支架支护技术的创新与应用是保证煤矿高效高产的重要保障，对液压支架支护工作的性能要求也随之不断提高。特别是针对顶板不稳定、易破碎的煤田,液压支架的发展在很大程度上限制了煤矿井下采煤设备高产高效能力的发挥。
对于大倾角采煤工作面，液压支架常出现下滑失稳等事故，且在移架过程中，液压支架不再提供支撑力而发生顶板破碎、冒落以及倒架等事故。而在采煤工作面运用带压移架技术，能够节省推进时间，避免了液压支架对顶板的反复支撑，可以减缓顶板裂隙的发育从而防止其断裂，保证工作面的安全有效生产;且液压支架在带压移架过程中与顶、底板之间存在摩擦力，更适应倾斜工作面，可减少滑倒等事故的发生。
国内对带压移架技术研究相对较少，在实际应用过程中，更多是通过人工操作使立柱产生较小的伸缩量进行移架。移架过程中，底板条件会严重影响立柱底腔残余支撑力，使液压支架产生相应动荡，影响带压移架的效果，且移架缓慢，严重影响工作效率。
1带压移架推移控制回路设计
由于采用带压移架技术,要求拉架力大于推溜力，经综合考虑，杨家村煤矿4101工作面液压支架推移装置选用框架连接式。考虑到实际工作中存在沿程和局部压力损失，使得液压支架实际压力不足，严重影响带压移架动作，因此在推移控制回路中设计了增压元件。推移控制回路液压系统如图1所示。
液压支架带压移架时，液体经控制阀直接进入推移油缸无杆腔。取控制阀流量为300L/min，则拉架时间t=5.02s。
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与普通推移控制回路不同，带压移架推移控制回路增加了增压装置，利用AMESim仿真软件建立推移控制回路仿真模型如图2所示。
(1)推溜控制回路仿真分析
回路的供液流量为400L/min，行程为800mm。推溜过程活塞杆腔进液，缸筒固定不动，活塞杆相对于缸筒移动将刮板输送机推向煤壁。
经过仿真，得到推移千斤顶有杆腔位移、速度、加速度、压力曲线如图3～图6所示。
由图3可知，位移与时间成正比，液压支架在2.8s内位移达到800mm，完成了推溜工序，结合图4可以看出，整个推溜过程速度保持恒定，只有在推溜动作开始时速度出现轻微波动，这是由于开始进液时冲击力较大造成的;结合图5及图6可知，在推溜开始时推移千斤顶受到高压乳化液的冲击较大，最大冲击速度约为0.42m/s，加速度约为180m/s2，冲击压力约为28.2MPa，随后速度维持在0.29m/s，工作压力稳定在26.4MPa。推溜动作过程基本稳定，受到冲击时间很短，不影响推溜动作的正常进行。
(2)拉架控制回路仿真分析
拉架和推溜的AMESim模型基本一致，仿真结果如图7～图10所示。
如图7~图10所示，液压支架在拉架动作刚开始时，出现冲击压力约为29.8MPa(见图10(b))，这是由于带压移架工作条件下拉动支架所需的瞬时拉架力比较大，支架运动起来之后由最大静摩擦力变为滑动摩擦力，约0.02s振荡后无杆腔压力维持在28MPa左右(见图8(b))，在0~5s内，拉架速度仅仅在拉架动作开始时速度出现波动，随后维持在0.16m/s左右，与加速度曲线相对应，开始拉架动作的瞬间加速度快速上升，随后变成0，推移千斤顶匀速带动液压支架运动。
2带压移架井下现场试验
将优化设计的推移回路应用在杨家村煤矿4101综采工作面中ZY12000/28/63D型两柱掩护式液压支架上进行现场试验，观察支撑情况并采集支架相关数据参数。工作面共有180台液压支架，从1#支架每间隔6台支架进行选取，选取30台支架，编号1#~30#，作为试验支架，对带压移架过程中立柱底腔压力、推移千斤顶无杆腔压力、移架时间3个参数进行采集，并绘制成折线图如图11所示。
由图11(a)可知，液压支架立柱底腔压力维持在8~13MPa，由此说明带压移架过程中液压支架能够有效支撑顶板，在顶底板之间的垂直距离变化时可以及时有效地进行保压和补液;由图11(b)可知，推移回路应用增压装置后液压支架推移千斤顶无杆腔压力最高普遍可以达到30MPa，满足液压支架带压移架所需最高压力的要求;由图11(c)可知，所有试验支架带压移架时间均在5s左右，最大时间也不高于6s，说明该带压移架液压系统运行平稳，移架的速度相对较快。因液压支架在生产制造过程中精度、误差影响及工作状态中沿程压力损失和管路阻力损失等而存在微小差异，从而导致对于不同支架的同一数据参数会出现微小偏差，但其整体趋势是基本一致的。
3结语
仿真曲线对比和试验数据分析结果表明：
(1)该带压移架立柱控制系统独立于原始液压系统，对正常的升架、降架没有影响;
(2)推移控制回路系统拉架时间平均在5s左右，节省推移时间，效率更高;
(3)整个过程无较大波动，基本平稳，避免了推移千斤顶因压力不足而没有足够的推拉力，带压移架推移控制回路系统工作稳定。——论文作者：迟振宇，王军辉，巩德华，贾晖，曹连民
