摘 要：隨著我國社會生產(chǎn)力水平的提升，經(jīng)濟(jì)步伐的推進(jìn)，我國的煤礦事業(yè)也在這個過程中得到了較大程度的發(fā)展。在煤礦生產(chǎn)過程中，排水也是一項非常重要的工作，其排水系統(tǒng)的流暢性以及自動性對于煤礦整體運行效果以及工作量的減少都具有重要的意義。文章就礦井主排水泵自動化控制系統(tǒng)的研究思路進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：礦井主排水;自動化;控制系統(tǒng)

一、 引言

礦井主排水系統(tǒng)是煤礦安全管理的重點，是煤礦生產(chǎn)成本管理中的耗能大戶，如何實現(xiàn)礦井主排水泵安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行，是煤礦機(jī)電管理工作者研究的重要課題。傳統(tǒng)的礦井主排水系統(tǒng)管理方式：安排大量人員專門上崗，設(shè)備運行的安全性和可靠性全部靠人把握，礦井本質(zhì)安全程度低;礦井總體涌水計算、水泵排水工作情況依靠人為統(tǒng)計，很難做到調(diào)荷避峰;設(shè)備檢查檢修管理依靠人為感知和經(jīng)驗判斷，檢查檢修滯后于生產(chǎn)需要。在國家科技興安和節(jié)能減排的社會大環(huán)境下，實現(xiàn)礦井排水系統(tǒng)自動化控制尤為重要。當(dāng)前，多數(shù)煤礦都在實施主排水系統(tǒng)自動化控制工程，相互之間實現(xiàn)的功能和可靠性方面都有很大的差異性。如何解決礦井主排水泵可靠性起動、選用一個什么樣的方案、實現(xiàn)一個什么樣的控制目標(biāo)是實施礦井主排水系統(tǒng)自動化控制需要研究的問題。

二、 排水自動化設(shè)備啟動原理

水泵開啟時，系統(tǒng)先進(jìn)行射流排真空，水泵達(dá)到真空后，真空壓力表輸出信號，系統(tǒng)接收到真空壓力表的信號后將自動起動水泵電機(jī)，同時關(guān)閉射流泵真空管路及射流泵入水管路閥門，閥門關(guān)閉后打開水泵出水管路電動閘閥進(jìn)行排水。若電動閘閥打開后一定時間內(nèi)水泵壓力未達(dá)到設(shè)定值（一般是因為水泵或上水管路漏氣導(dǎo)致）系統(tǒng)將會自動停止水泵運行并關(guān)閉電動閘閥同時報警。當(dāng)水倉水位達(dá)到低位時將先自動關(guān)閉排水管路電動閘閥，電動閘閥關(guān)閉到位后（若一定時間內(nèi)未關(guān)到位則按故障方式停止）停止水泵電機(jī)。系統(tǒng)設(shè)置低限水位、高限水位、上限水位和危險水位四種水位線。當(dāng)水位達(dá)到高限水位時，系統(tǒng)自動啟動“運行泵”;達(dá)到上限水位時，系統(tǒng)自動啟動下一個“運行泵”;達(dá)到危險水位時啟動“備用泵”。水位低于上限水位時自動停止“備用泵”;低于高限水位時停止一個“運行泵”;當(dāng)達(dá)到低位時自動停止另一個“運行泵”。其次，根據(jù)實際需要也可切換到手動控制方式。此方式下操作人員可通過手動控制按鈕人工手動控制各臺水泵電機(jī)的起停及各電動閘閥開關(guān)。當(dāng)出現(xiàn)水位超限、開關(guān)故障、壓力下降、流量下降等故障時系統(tǒng)將自動停止運行，并提示、報警。

三、 井下主排水自動化控制目標(biāo)

可依據(jù)水倉水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，節(jié)能增效;可減少看護(hù)人員，并可充實設(shè)備維護(hù)檢修隊伍，提高維護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設(shè)備的使用率，實現(xiàn)減人增效;可以保證煤礦的安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率;可有效地保護(hù)水泵電機(jī)等設(shè)備，延長使用壽命，減少事故停機(jī)時間，提高排水能力;有效地提高突水、透水事故的應(yīng)急處理能力，防止災(zāi)害的發(fā)生。

四、 自動化排水系統(tǒng)功能分析

數(shù)據(jù)采集功能需要控制系統(tǒng)通過安裝在管道以及水泵上的傳感器采集開關(guān)量和模擬量。不同傳感器為控制系統(tǒng)提供不同的信號數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)通過安裝在水泵電機(jī)上的開停傳感器傳輸開停信號，控制電動機(jī)的開停狀態(tài)，通過安裝在水泵內(nèi)的壓力傳感器監(jiān)測水泵內(nèi)部的壓力情況，根據(jù)壓力監(jiān)測值控制水泵開停狀態(tài)。在水泵開啟之前要進(jìn)行吸水管路的真空度，通過安裝在吸水管路內(nèi)的真空壓力感應(yīng)器監(jiān)測管路內(nèi)部的真空度，控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測值控制電動機(jī)的開停狀態(tài)。

信息管理功能。井下排水自動控制系統(tǒng)通過PLC的編程能夠?qū)崿F(xiàn)水位信號的自動收集和識別功能，根據(jù)實時收集的水位信號，通過既定的計算程序計算單位時間內(nèi)不同水位段的水位上升速率，并且通過各個部位傳感器采集的壓力、流量、溫度、電流、電壓等數(shù)據(jù)，綜合分析排水系統(tǒng)運行狀況，并對各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中管理和處理，同時還會對整個排水系統(tǒng)中各設(shè)備的運行參數(shù)進(jìn)行實時的記錄，供檢修或故障檢查時使用。

自動排水控制系統(tǒng)的控制功能可以分為遠(yuǎn)控、手動以及集控三種方式，采用手動的方式是在水泵房的幾種控制平臺上，操作人員根據(jù)實際情況控制每個水泵的開停順序以及相關(guān)設(shè)備的工作情況。集控方式同樣也是在水泵房的操作平臺之上實現(xiàn)控制操作，但是控制系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的開停水泵條件，決定水泵的開停狀態(tài)。遠(yuǎn)控方式對于水泵及其關(guān)聯(lián)設(shè)備的開?？刂苿t是在上位機(jī)水泵監(jiān)控界面上完成，系統(tǒng)可根據(jù)操作人員的配置設(shè)置控制權(quán)限。

故障診斷功能是自動控制系統(tǒng)通過各個感應(yīng)器實現(xiàn)對于各個子系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)測，查找運行故障。當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)水位監(jiān)測情況開啟水泵的時候，控制系統(tǒng)會在此之前提前啟動射流泵或者是真空泵，對管路內(nèi)的真空壓力進(jìn)行檢測，當(dāng)壓力值符合開啟要求時則開啟水泵電動機(jī)，同時將真空管路的閥門關(guān)閉。如果在水泵開啟之后的一段時間之內(nèi)，排水管路壓力監(jiān)測情況不滿足測定值要求時，這時控制系統(tǒng)就會關(guān)閉排水泵，并發(fā)出故障報警信號。

五、 結(jié)語

綜上所述，在我國礦井生產(chǎn)的過程中，礦井主排水自動化控制系統(tǒng)具有積極的意義，需要我們充分的重視。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：張文，龍煤集團(tuán)雙鴨山礦業(yè)有限責(zé)任公司雙陽煤礦。