李傳昊

（內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司新上海一號(hào)煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯016200）

1 引言

礦井井下作業(yè)能否正常運(yùn)行和排水系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系，在排水系統(tǒng)運(yùn)作過程中能有效地解決井下涌水、高峰期井下涌水以及滲透事故等現(xiàn)象。良好的中央水泵房自動(dòng)化排水系統(tǒng)，能有效地保證井下作業(yè)順利實(shí)施。結(jié)合我國(guó)礦井中央水泵房排水系統(tǒng)存在的問題，提出優(yōu)化改進(jìn)措施具有至關(guān)重要的意義。

2 礦井簡(jiǎn)述

陜西某煤礦建于1986年，在1993年正式生產(chǎn)，生產(chǎn)能力為80 萬t/a，經(jīng)過一系列的分析，該煤礦井塌的水文地質(zhì)類型是中等類型，含水層為奧灰。近年來，隨著煤炭資源日益緊缺，在開采過程中由于開采力度較大，使得礦井的涌水量日益增多，這樣排水系統(tǒng)在日常作業(yè)過程中存在一系列的難題，2014-2018年該礦井的涌水量如表1所示。

表1 2014-2018年該礦井的涌水量分析

3 煤礦井排水存在的問題

3.1 啟動(dòng)裝置距離遠(yuǎn)

該礦井排水系統(tǒng)在使用過程中，由于水泵鋸電機(jī)，啟動(dòng)裝置距離膠原在中間環(huán)節(jié)有不同的內(nèi)容，開停需要很多工人才可以完成，運(yùn)作效率不高，存在一定安全隱患。

3.2 水泵排水問題

在水泵排水過程中，不能及時(shí)地對(duì)水倉、水位等各設(shè)備的運(yùn)作情況進(jìn)行檢查，如果發(fā)生故障，不能在第一時(shí)間進(jìn)行搶救。

3.3 排水控制技術(shù)落后

目前，該礦井在排水系統(tǒng)使用過程中沒有使用自動(dòng)化排水技術(shù)，仍然使用傳統(tǒng)的繼電器控制排水系統(tǒng)，目前，隨著煤礦開采含量的日益增加，滿足不了基本的排水需求，無法對(duì)透水事故采取有效的應(yīng)對(duì)措施。

3.4 人工操作

通常情況下，排水系統(tǒng)在工作過程中過度地依靠人工操作，不能針對(duì)涌水、滲透現(xiàn)象采取有效的解決方案。

4 煤礦井中央水泵房自動(dòng)化排水系統(tǒng)優(yōu)化

4.1 系統(tǒng)優(yōu)化原則

目前，在自動(dòng)化排水系統(tǒng)使用過程中，必須考慮到中央水泵房水倉、水位的實(shí)際情況，然后才可以對(duì)各項(xiàng)指令進(jìn)行分析，全面地對(duì)水泵排水系統(tǒng)進(jìn)行控制。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格地按照系統(tǒng)優(yōu)化原則，在進(jìn)行中央水泵房排水自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，要考慮到數(shù)目、性能，才能全面提高排水效率，才能在最大范圍內(nèi)節(jié)約用電，減少不必要的人工成本。此外，在進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警模式安裝過程中，需要準(zhǔn)確地找到故障發(fā)生位置，及時(shí)修復(fù)。為了保證礦井作業(yè)的正常進(jìn)行，不會(huì)對(duì)井下環(huán)境產(chǎn)生消極影響，在進(jìn)行中央水泵房自動(dòng)化排水系統(tǒng)安裝過程中，還要考慮到機(jī)器的使用壽命，必須對(duì)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力，保證礦井施工的順利進(jìn)行[1]。

4.2 地面控制中心優(yōu)化

在排水系統(tǒng)優(yōu)化過程中，要考慮到水倉的水位系統(tǒng)設(shè)置以及運(yùn)作情況，做好系統(tǒng)控制中心的指令工作。針對(duì)發(fā)出的指令，可以通過傳感器進(jìn)行確定，進(jìn)而進(jìn)入系統(tǒng)控制中心。

根據(jù)以上系統(tǒng)分析，控制分站是整個(gè)系統(tǒng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在進(jìn)行地面操作控制過程中，可以使用以下三種方式：首先，可以進(jìn)行井下自動(dòng)方式，在監(jiān)控分站運(yùn)作過程中，可以使用PLC 自動(dòng)化系統(tǒng)接收來自井底的各種信息，通過編程能有效地對(duì)水泵開停情況進(jìn)行全面控制；其次，可以使用井下手動(dòng)方式，為了滿足特殊的工作要求，需要保留原有的工作模式，在地面控制中心加裝控制按鈕；最后，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，根據(jù)實(shí)際信息對(duì)水泵進(jìn)行直接操縱，從而對(duì)中央水泵房進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

4.3 控制箱優(yōu)化

中央水泵房自動(dòng)化排水系統(tǒng)在控制箱優(yōu)化過程中，需要使用PLC 控制系統(tǒng)，對(duì)傳感器傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行全方位的控制，將實(shí)際情況傳輸?shù)降孛?。在最大范圍?nèi)保證控制箱的安全性，為了提高控制箱的安全性，可以使用以太網(wǎng)交換機(jī)，將其作為數(shù)據(jù)的光端機(jī)，傳至地面進(jìn)行控制[2]。

4.4 系統(tǒng)運(yùn)作和轉(zhuǎn)換

在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，使用PLC 進(jìn)行分站控制，對(duì)水倉水位、水口壓力、電流、電壓各項(xiàng)情況進(jìn)行分析，掌握水泵的開停信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地面參數(shù)控制。與此同時(shí)，在PLC 控制器使用過程中，還能有效地對(duì)排水流量溫度進(jìn)行檢測(cè)，使其滿足各項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)范，傳感器監(jiān)測(cè)過程中能有效地對(duì)水泵、吸水管進(jìn)行控制，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)地面信息控制系統(tǒng)的管控工作[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段在煤礦井中央水泵房自動(dòng)化排水系統(tǒng)優(yōu)化過程中，應(yīng)該加大控制箱、地面控制中心等關(guān)鍵系統(tǒng)的優(yōu)化工作，全面提高應(yīng)急抗災(zāi)能力。