礦井主排水系統遠程智能集控研究與實踐

楊殿明?秦龍?韓少根

摘 要：礦井主排水系統在礦井生產及突發水情響應中發揮至關重要作用，伴隨礦井服務年限的增加井下采區水倉分布的改變對于主排水系統的穩定運行提出了更高要求。依據本礦井實際排水情況及原有水泵運行狀態綜合測評，決定引入水泵房智能PLC、遠程、集中控制系統進行電氣化升級改造。成功并入現代化礦井集中調度管理平臺。

關鍵詞：電氣化智能PLC控制;遠程集控;減員提效

1 概況

1.1 主排水系統概況：

大興礦副井下布置有內、外并列雙水倉共同構成礦井集中水倉，倉容量分別為593立方米和773立方米，合計1366立方米。采用3臺MD280-80×10水泵，揚程為720m、吸水口250mm、排水為150mm。 與ZB60-24電控閥門聯控向地面排水。

2 遠程智能集控電氣系統

2.1 智能電氣系統

系統功能有數據自動采集、泵閥自動控制、系統自動控制、動態顯示及故障記錄報警等部分組成。數據自動采集和檢測? 為兩類，通過PLC的進行讀取。模擬量檢測：電壓、電流、水倉水位、出水管流量、水泵溫度、水泵吸水管真空度。數字量檢測：水泵的工作狀態（工作、備用或者檢修狀態）、水泵的起、停狀態、電動閘閥的工作狀態和啟閉位置、液位開關的狀態。電機溫度、流量計等傳感器與變送器，主要用于檢測水泵、電機的運行狀況，超限、報警。PLC的數字量輸入模塊將各種開關量信號采集到PLC中作為數據處理的條件和依據，控制水泵的啟停。

ZB60-24泵閥控制整個系統要求達到設計的預期目的，閥門的控制是關鍵，系統的主控部件采用電動閘閥。所有閥門可以通過PLC控制箱、水泵綜合自動控制箱進行開關控制。若電動閘閥打開后一定時間內水泵壓力未達到設定值，系統應會自動停止水泵運行并關閉電動閘閥同時報警。當水倉水位達到低位時將先自動關閉水泵，停止水泵電機。

3 水泵房雙回路布局

3.1 水位及水泵雙回路

水倉水位監控由綜合控制箱與PLC結合實現水位自動監控，系統可根據水位的高低準確地發出開、停水泵指令。水泵控制系統主要由兩部分組成：監視、控制部分和排水控制部分。水泵運行? 當水位達到高位時，立即起動;當水位繼續上升至高位極限水位時，系統根據診斷結果，起動備用水泵，以最大的排水能力來排除水倉內的水。井上監視、控制部分采用上位機控制，用于實現水泵控制系統的地面監控與井下的數據傳輸、并配有軟件操作系統，用于實現離心式水泵的排水控制與監控，實現信息的共享。各監控系統實時采集生產工況參數，可以采用圖形、報表的形式顯示系統的實時工況。在服務器中建立綜合歷史數據庫，定時將水泵控制站的運行時間、水倉水位、流量等數據存入數據庫中，便于統一管理，更好的利用峰谷電差價降低生產成本，設定不同的使用權限，各司其職。

4 經濟效益分析

改造前人工駐守運行模式用工費用支出4000元/每人單月=16000元全年192000元×40年=7680000元。日常耗電支出開機運行隨意性強，峰時段電價為：1.2893元。改造后自動運行模式項目占全年技改項目投入5%。原駐守人員調整至新崗位、本崗位人工支出降為0元，同時補足其他用工崗位。平時段電價為：0.8731元、谷時段電價為0.4570元單位電價分別相差0.4162元和0.8323元。水位傳感器報警可延遲開機24小時內可減少30分鐘運行時間。通過該項目的技改投入礦井剩余服務年限以40年情況計算將為公司結余開支700余萬元。

5 主要結論

傳統企業在改革創新的道路上要有所作為，對原有生產、運輸、服務系統進行電氣化智能升級改造是必由之路。與礦井水處理系統的并網運行將有效降低空載開機率，科學調控廢水處理能力，達到礦井生產用水閉環管理，大幅降低能耗與人力資源投入，為實現“綠色礦山”發展目標夯實了科技基礎。

參考文獻：

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作者簡介：楊殿明（1984年、03月），性別 男，職稱 工程師。2008年畢業于遼寧工程技術大學礦山機電專業，現在大興礦從事安全管理工作。