鑫岩煤矿井下排水自动化系统设计概述

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术2016年53期269鑫岩煤矿井下排水自动化系统设计概述白怡明中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司,辽宁沈阳110016摘要：为进一步提高鑫岩煤矿井下中央水泵房排水工程自动化监控系统的水平，建设具有技术先进、信息化程度高井下PLC排水自动化监控系统，从系统设计概述、系统结构、系统工作原理及功能等三个方面介绍该系统全面提高的管理水平和经济效益，使井下主排水泵达到安全可靠、经济的运行状态，使井下排水泵房达到了无人值守的工作方式。成为全矿井自动化必不可少的一环。关键词：井下排水系统；监控系统；矿井自动化中图分类号：TD634文献标识码：A文章编号：1671-5519(2016)53-0269-021前言矿井的井下涌水是危及矿井安全的重要因素。如果煤矿发生井下透水事故，则必然会影响井下生产，更严重将导致矿井被淹没，危及井下生产工人的生命。目前，我国大多数煤矿的井下中央水泵房普遍采用传统的水位报警，监控加上人工操作排水系统的工作模式。这种工作方式由于自动化程度过低，应急能力差，必须由工人现场操作，存在很大的安全隐患，由于管理水平较低，人工成本高，经济效益低等因素，已不适应现代化煤矿的生产应用。随着科技水平的提高，矿井自动化，管理信息化等被新型矿井所接受，以PLC（可编程控制器）为核心的控制系统普遍应用与各行各业的自动化领域。国内外的矿山专家及煤矿管理者已达成共识，减少井下排水系统的控制和监测误差，实现井下排水自动化监控系统，实现井下中央水泵房无人值守。2系统设计概述2.1安全可靠性拥有远程控制及就地控制两种控制方式，按照设定的最优程序对水泵进行自动启、停。当集控中断时，可自动切换至就地控制模式，全面监控电机、配电装置、真空系统等各个环节，对系统出现的异常能够提前给出预警。2.2先进性采用光纤环网通信技术，使数据传输更快、更可靠。采用组态软件控制技术，使可靠性大大提高，程序具有通用性，系统的二次开发及扩容更加容易。2.3经济性将电价的避峰填谷原则引入水泵启动中，使水泵耗能处于最经济的状态。将水泵的运行时间井下累计，均匀使用水泵，实现水泵均匀磨损，避免了某台水泵经常使用造成设备过早损坏。通过对水仓的启动水位，报警水位，停机水位的设定，在保障水仓水位安全的前提下，减少水泵的启动次数。3系统结构系统由水泵控制部分和泵房视频监控系统两部分组成。水泵的控制部分由控制部分，检测部分，执行部分组成。检测部分具体分为模拟量检测和开关量检测。模拟量主要有水仓水位传感器，流量传感器，电流传感变送器，温度传感变送器等，开关量主要是高压启动装置的真空断路器状态，软启动柜中真空接触器状态，电动阀门的工作状态与开闭位置，真空泵工作状态等开关量。视频监控系统主要由摄像设备，硬盘录像机，传输设备，服务器，显示及存储设备，网络终端等组成。4系统工作原理及功能鑫岩煤矿井下排水自动化系统建成后可以实现自动采集、现实水泵的各种运行参数；根据水仓水位、生产工作制及负荷情况控制水泵自动工作。根据监测到的信号判断水泵的工作情况，故障时能及时发出报警信号，并根据工作类型停泵；可自动、手动控制水泵的启停及电动闸阀的开、关及开度。在矿井地面调度监控中心可完成对水泵控制的各种操作。系统能与矿井综合调度系统无缝连接，实现数据的共享。鑫岩煤矿井下排水泵房排水系统及监控系统图见下图。4.1自动控制功能系统根据工况设定，以及时间、水位、煤矿用电负荷等参数自动开启、停止水泵的运转、并能实现泵阀的联锁起动，对运行中的各种参数进行实时控制，通过接口向上传送数据。地面计算机统计每天矿井的用电负荷情况，确定用电高峰、低谷时间，并将参数传给本系统控制主机机；或在本机上根据统计出的时间进行设定。根据所监测的水位信号，设定出低水位、高水位和上限水位信号。每台水泵设置运行、备用和检修三种工作方式，该方式可以在本机上设定或地面主机设定。当水位达到高位或不在高位而处在用电低谷时间内，将自动启动运行泵。当水位达到高位或不在高位而处在用电高峰时间时自动停泵。当水位到上限水位时，自动”运行泵“及备用泵”，直到水位低于高位时停止“备用泵”只运行“运行泵”，当达到低于或不在高位而处于用电高峰时间内时自动停泵。4.2手动控制功能学术争鸣2702016年53期根据实际需要也可以从自动控制方式切换到手动控制方式。系统采用手动操作时，由工作人员根据生产需要以及设备状况操作控制箱上的按钮完成设备的启动、停止。4.3就地紧停功能不论在何种控制方式下，均可在通过紧停按钮来停止运行该设备。4.4组网功能该分站挂接在中央变电所的网络交换机上，通过交换机与全矿综合自动化系统连接。4.5水泵运行计量/时间/运行统计在地面控制站上应可分别对每台水泵的运行电耗、工作时间等进行统计，便于管理人员及时掌握每台水泵的工况。4.6