在液壓支架邁向智能化、自動(dòng)化的進(jìn)程中，精準(zhǔn)感知自身姿態(tài)與動(dòng)作是第一步，也是最關(guān)鍵的一步。行程傳感器，正是賦予支架這項(xiàng)“自我感知”能力的核心部件。對(duì)于大量仍在依靠人工目測(cè)或經(jīng)驗(yàn)判斷支架推移、升降位置的老舊工作面而言，增加行程傳感器改造是一項(xiàng)投資小、見效快、能為后續(xù)全面智能化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的“關(guān)鍵先生”。本文將深入解析這項(xiàng)改造的技術(shù)內(nèi)核、實(shí)施方案與巨大價(jià)值。

一、 從“盲人摸象”到“一目了然”：行程數(shù)據(jù)的核心價(jià)值

在沒有行程傳感器的支架上，操作工完全依賴經(jīng)驗(yàn)和肉眼觀察來判斷推溜是否到位、拉架距離是否合適、頂梁是否平直。這種“盲人摸象”式的操作，帶來一系列問題：

1. 支護(hù)質(zhì)量不均：無法精確控制移架步距，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)彎曲度過大或成直線，影響采煤機(jī)運(yùn)行和頂板支護(hù)的均勻性。

2. 自動(dòng)化基礎(chǔ)缺失：所有高級(jí)的自動(dòng)化功能，如全工作面跟機(jī)自動(dòng)移架、成組順序控制、自動(dòng)找直，都依賴于對(duì)每架支架推移千斤頂和立柱伸縮量的精確、實(shí)時(shí)測(cè)量。沒有行程數(shù)據(jù)，這些功能都是空中樓閣。

3. 生產(chǎn)效率低下：為保證推溜到位，往往需要反復(fù)操作試探，延長(zhǎng)了循環(huán)作業(yè)時(shí)間。

4. 安全隱患：對(duì)頂梁、掩護(hù)梁的相對(duì)位置判斷不清，在復(fù)雜傾角條件下易導(dǎo)致咬架、擠架等機(jī)械事故。

加裝行程傳感器，就如同為每一架支架裝上了精準(zhǔn)的“刻度尺”和“眼睛”，將模糊的動(dòng)作變?yōu)榫_的數(shù)字信號(hào)，這是從“手動(dòng)經(jīng)驗(yàn)控制”邁向“數(shù)據(jù)智能控制”的基石性改造。

二、 技術(shù)選型：如何為您的支架挑選合適的“眼睛”

市面上的行程傳感器主要有磁致伸縮式、拉繩式、磁敏開關(guān)（接近開關(guān)）陣列式等。針對(duì)液壓支架惡劣的工況（振動(dòng)、沖擊、煤塵、潮濕），改造首選是磁致伸縮式直線位移傳感器。

為什么是磁致伸縮傳感器？

1. 高可靠性：非接觸式測(cè)量，傳感頭與磁環(huán)無機(jī)械接觸，無磨損，壽命極長(zhǎng)。

2. 高精度與環(huán)境適應(yīng)性：測(cè)量精度可達(dá)±0.05% FS，且耐受液壓油、水、粉塵，完全適應(yīng)井下環(huán)境。

3. 安裝靈活：既可安裝在推移千斤頂內(nèi)部（內(nèi)置式），也可通過支架外部安裝（外置式）。對(duì)于改造項(xiàng)目，外置式安裝是更常見、更經(jīng)濟(jì)的選擇。

4. 信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)：直接輸出4-20mA模擬量或CAN/RS485數(shù)字信號(hào)，便于電液控制系統(tǒng)直接讀取。

選型核心參數(shù)考量：

• 量程：根據(jù)支架推移步距（如600mm, 800mm, 1000mm）選擇，一般預(yù)留10%-20%余量。

• 輸出信號(hào)：需與計(jì)劃或現(xiàn)有的電液控制系統(tǒng)（如PM32控制器）輸入接口匹配。

• 防護(hù)等級(jí)：不低于IP67，確保防塵防水。

• 機(jī)械接口：設(shè)計(jì)或選擇適合在支架現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上安裝的定制化安裝支座，這是改造工程可行性的關(guān)鍵。

三、 改造實(shí)施全流程：從設(shè)計(jì)到上線的“五步法”

一次成功的改造，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ袒瘜?shí)施。以下是標(biāo)準(zhǔn)化的“五步法”流程：

第一步：現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估與方案設(shè)計(jì)
這是決定成敗的第一步。工程師需下井實(shí)地勘查，確認(rèn)以下核心信息：

1. 安裝位置：確定在推移千斤頂（測(cè)量推移行程）或平衡千斤頂/立柱（測(cè)量頂梁姿態(tài)）上加裝。通常優(yōu)先改造推移千斤頂行程傳感器，因其對(duì)跟機(jī)自動(dòng)化最直接。

2. 空間測(cè)量：精確測(cè)量選定安裝位置的可用空間、與相鄰部件的運(yùn)動(dòng)干涉情況。

3. 走線路徑規(guī)劃：規(guī)劃傳感器到控制器的電纜保護(hù)路徑，避免被擠傷、拉斷。

4. 出具《定制化改造設(shè)計(jì)方案》：包含傳感器型號(hào)、定制安裝件圖紙、電纜長(zhǎng)度清單及接線圖。

第二步：井上預(yù)制與測(cè)試

1. 工裝定制：根據(jù)圖紙，加工傳感器安裝支座、防護(hù)罩等金屬件。

2. 組裝測(cè)試：將傳感器、防護(hù)罩、電纜接頭組裝成“傳感器模組”，并進(jìn)行通電測(cè)試，校驗(yàn)其線性度與精度。

3. 編制安裝SOP：制作圖文并茂的《現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)指導(dǎo)書》。

第三步：井下標(biāo)準(zhǔn)化安裝施工
施工必須遵循 “拆-裝-測(cè)” 的單架作業(yè)循環(huán)，確保不影響生產(chǎn)：

1. 準(zhǔn)備：關(guān)閉本架液壓截止閥并泄壓。

2. 安裝支座：在確定的安裝位置，焊接或用高強(qiáng)度螺栓固定定制安裝支座。確保支座牢固、方向與千斤頂軸線平行。

3. 安裝傳感器：將傳感器本體固定在支座上，將磁環(huán)（或磁條）牢固安裝在千斤頂活塞桿（或缸筒）的對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)部件上。

4. 布線接線：穿管或使用拖纜保護(hù)電纜，按圖紙連接至支架控制器指定端口。

第四步：系統(tǒng)調(diào)試與校準(zhǔn)

1. 上電診斷：控制器識(shí)別傳感器，讀取初始值。

2. 全行程校準(zhǔn)：操作千斤頂分別運(yùn)動(dòng)至完全縮回和完全伸出兩個(gè)極限位置，在控制器軟件中對(duì)應(yīng)設(shè)置“零點(diǎn)”和“滿量程”值。這是保證測(cè)量準(zhǔn)確的核心步驟。

3. 功能驗(yàn)證：操作移架、推溜，在監(jiān)控屏上觀察行程數(shù)值變化是否平滑、準(zhǔn)確、無跳變。

第五步：數(shù)據(jù)應(yīng)用與功能啟用
數(shù)據(jù)上線后，立刻可以解鎖以下關(guān)鍵功能：

• 推移到位自動(dòng)停止：設(shè)定推溜目標(biāo)值（如650mm），系統(tǒng)到達(dá)后自動(dòng)停止，保證推溜精度。

• 架間偏差顯示：實(shí)時(shí)顯示相鄰支架的推移行程差，輔助操作工手動(dòng)找直。

• 為自動(dòng)化奠基：行程數(shù)據(jù)是編寫全工作面跟機(jī)自動(dòng)化程序不可或缺的輸入條件。

四、 改造效益分析：小投入如何撬動(dòng)大產(chǎn)出？

投資回報(bào)：?jiǎn)渭茉黾有谐虃鞲衅鞯母脑熨M(fèi)用（含傳感器、定制件、安裝調(diào)試）相對(duì)可控。對(duì)于一個(gè)100架的工作面，改造總投入在短期內(nèi)即可通過提升生產(chǎn)效率和減少設(shè)備干涉故障所帶來的節(jié)省收回成本，其長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值在于為全面的智能化升級(jí)打開了大門。

五、 成功關(guān)鍵與長(zhǎng)期維護(hù)

1. 定制化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵：沒有“萬能”的安裝方案。必須依據(jù)每型支架的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行一對(duì)一設(shè)計(jì)，確保安裝牢固、無運(yùn)動(dòng)干涉。

2. 防護(hù)至關(guān)重要：傳感器和電纜必須有可靠的金屬防護(hù)罩和防刮蹭拖纜保護(hù)，抵御井下碎石沖擊和煤流沖刷。

3. 選擇工業(yè)級(jí)產(chǎn)品：務(wù)必選擇經(jīng)過煤礦防爆認(rèn)證、有大量井下應(yīng)用案例的成熟品牌傳感器，避免因器件本身質(zhì)量問題導(dǎo)致整個(gè)改造項(xiàng)目失敗。

4. 定期校準(zhǔn)與維護(hù)：納入日常點(diǎn)檢，定期檢查安裝是否松動(dòng)，并每半年或大修時(shí)進(jìn)行一次全行程校準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)長(zhǎng)期可信。

結(jié)論：數(shù)據(jù)是智能化的基石
為液壓支架增加行程傳感器，看似是一個(gè)局部的小改造，實(shí)則是開啟工作面數(shù)字化、智能化大門的第一把鑰匙。它將液壓支架從一臺(tái)臺(tái)“沉默的鋼鐵巨獸”，轉(zhuǎn)變?yōu)槟軐?shí)時(shí)反饋?zhàn)陨韯?dòng)作狀態(tài)的“智能終端”。這項(xiàng)改造投資小、技術(shù)成熟、回報(bào)路徑清晰，是任何有志于提升生產(chǎn)效率、邁向現(xiàn)代化管理的礦山企業(yè)都應(yīng)該優(yōu)先考慮的基礎(chǔ)升級(jí)項(xiàng)目。它解決的不僅是當(dāng)下的精度問題，更是為未來描繪了一幅清晰、高效、安全的智能化開采藍(lán)圖。