煤礦井下中央水泵房自動化排水系統(tǒng)優(yōu)化的探討

李傳昊

【摘 要】近年來，隨著我國科學(xué)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，能有效解決我國煤礦井排水系統(tǒng)自動化程度不高的問題，結(jié)合實際的發(fā)展需求，論文通過對煤礦井現(xiàn)狀進行概述，分析煤礦井排水系統(tǒng)存在的問題，最后提出了煤礦井中央水泵房自動化排水系統(tǒng)優(yōu)化的具體措施。

【Abstract】In recent years， with the continuous development of scientific and information technology in China， it can effectively solve the problem of low degree of automation of coal mine drainage system in our country. Combined with the actual development needs， this paper summarizes the current situation of coal mine， analyzes the problems existing in the drainage system of coal mine， and finally puts forward the specific measures to optimize the automatic drainage system of the central water pump room of coal mine.

【關(guān)鍵詞】煤礦井;中央水泵房;自動化排水系統(tǒng);優(yōu)化

【Keywords】coal mine; central water pump room; automatic drainage system; optimization

【中圖分類號】TD744? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）09-0126-02

1 引言

礦井井下作業(yè)能否正常運行和排水系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系，在排水系統(tǒng)運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化排水系統(tǒng)，能有效地保證井下作業(yè)順利實施。結(jié)合我國礦井中央水泵房排水系統(tǒng)存在的問題，提出優(yōu)化改進措施具有至關(guān)重要的意義。

2 礦井簡述

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。

3 煤礦井排水存在的問題

3.1 啟動裝置距離遠

該礦井排水系統(tǒng)在使用過程中，由于水泵鋸電機，啟動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，不能及時地對水倉、水位等各設(shè)備的運作情況進行檢查，如果發(fā)生故障，不能在第一時間進行搶救。

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，無法對透水事故采取有效的應(yīng)對措施。

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化排水系統(tǒng)優(yōu)化

4.1 系統(tǒng)優(yōu)化原則

目前，在自動化排水系統(tǒng)使用過程中，必須考慮到中央水泵房水倉、水位的實際情況，然后才可以對各項指令進行分析，全面地對水泵排水系統(tǒng)進行控制。在進行系統(tǒng)設(shè)計過程中，要嚴格地按照系統(tǒng)優(yōu)化原則，在進行中央水泵房排水自動化設(shè)計過程中，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，在進行自動報警模式安裝過程中，需要準確地找到故障發(fā)生位置，及時修復(fù)。為了保證礦井作業(yè)的正常進行，不會對井下環(huán)境產(chǎn)生消極影響，在進行中央水泵房自動化排水系統(tǒng)安裝過程中，還要考慮到機器的使用壽命，必須對電機設(shè)備進行定期維護，強化系統(tǒng)應(yīng)對風(fēng)險的能力，保證礦井施工的順利進行[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)置以及運作情況，做好系統(tǒng)控制中心的指令工作。針對發(fā)出的指令，可以通過傳感器進行確定，進而進入系統(tǒng)控制中心。

根據(jù)以上系統(tǒng)分析，控制分站是整個系統(tǒng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在進行地面操作控制過程中，可以使用以下三種方式：首先，可以進行井下自動方式，在監(jiān)控分站運作過程中，可以使用PLC自動化系統(tǒng)接收來自井底的各種信息，通過編程能有效地對水泵開停情況進行全面控制;其次，可以使用井下手動方式，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，實現(xiàn)遠程控制，根據(jù)實際信息對水泵進行直接操縱，從而對中央水泵房進行遠程控制。

4.3 控制箱優(yōu)化

中央水泵房自動化排水系統(tǒng)在控制箱優(yōu)化過程中，需要使用PLC控制系統(tǒng)，對傳感器傳輸?shù)男畔⑦M行全方位的控制，將實際情況傳輸?shù)降孛妗Ｔ谧畲蠓秶鷥?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，將其作為數(shù)據(jù)的光端機，傳至地面進行控制[2]。

4.4 系統(tǒng)運作和轉(zhuǎn)換

在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，使用PLC進行分站控制，對水倉水位、水口壓力、電流、電壓各項情況進行分析，掌握水泵的開停信號，進而實現(xiàn)地面參數(shù)控制。與此同時，在PLC控制器使用過程中，還能有效地對排水流量溫度進行檢測，使其滿足各項指標的規(guī)范，傳感器監(jiān)測過程中能有效地對水泵、吸水管進行控制，將其轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)整個地面信息控制系統(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。

【參考文獻】

【1】朱文翔.試述礦井中央泵房水泵自動化系統(tǒng)的設(shè)計[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（10）：38-39.

【2】付磊.煤礦井下排水控制系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化[D].江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)，2014.

【3】李向軍.煤礦井下中央水泵房自動化排水系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].山西能源學(xué)院學(xué)報，2018，31（2）：15-17.