矿井无人值守排水系统高可靠性研究

《自动化与仪器仪表)2oa6年第1O期(总第204期)矿井无人值守排水系统高可靠性研究方泉，李敬兆，高之翔(安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南，232001)摘要：对煤矿井下全年的涌水情况进行了分析，得出矿井涌水量分段函数。运用线性拟合方法，给出了水泵的特性方程和曲线。提出了管网状态表的思想，并应用其对矿井系统的工作状态进行了实时检测。结合淮北某煤矿在生产实际中提出了一种新型、高可靠性的煤矿井下综合排水系统，针对该排水系统各个子系统进行了抗干扰设计，基于物联网、智能控制以及智慧感知等技术分析了矿井排水系统中的检测系统的可靠性，设计可靠的信息传输子系统以及无人值守的中央控制系统，最终提高矿井整体的可靠性能。关键词：矿井排水；新型；高可靠性；无人值守；智慧感知中图分类号：TP273．5文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．1001—9227．2016．10．001Abstract：AnalyzedthewaterinflOWconditionsincoalmineall—yearround．thencameupwithapiecewisefunctionforwaterinflow．Usingthelinerfitting，giveoutthecharacteristicequationandCHYVeofpump．Proposedathoughtofnetworkingstatustable，bywhichwecandetecttheworkingconditionofthesystemanytime．Proposedakindofscale—new，reliableminedrainagesystemcombinedwiththeactualproductionofamineinHuaibeicity，exploredanti—interfefencemethodsforeverysubsysteminit．based0ntechnologiessuchasIOT，PLC，variouskindsofsensors，analyzedreliabilityoftheliquidlevelmonitoringsystem．anddesignedbothreliableinformationtransmissionandunattendedcontrolsubsystematthesametime，improvedreliabilityofthewholeminesystemintheend．Keywords：minedrainage；new-type；highreliability；unattendedoperation；wiseperception0引言在煤矿生产运行过程中矿井排水系统⋯扮演着极其重要的角色，关系到了煤炭生产过程中的煤炭产量和生产安全。煤矿生产过程中矿井内会产生大量积水，外加自然降水和断层水。矿井必须及时将矿内积水排出。由于积水出现的必然性和随机性，这就给有人值守排水工作带来了许多困难，即使24小时轮值，依然难免有疏忽或者照顾不周的方面。本文将对矿井无人值守系统的高可靠性进行严格的数学论证和综合分析。1涌水方程我们按照一年365天共8760小时来建立某矿井全年的涌水方程，并以小时为单位作为坐标横轴。又设T1、12为正常涌水量Qr(m3／hr)的开始及结束时刻；q'3、rr4为最大涌水量Qm(m3／hr)的开始以及结束时刻。根据煤矿生产的一般情况有：0(2)f，=(J‘IOmI3≤￡≤T4、设一年当中最大涌水量为Qmax，最小涌水量为Qmin，由数值分析中的逼近思想知对于任一时刻t的涌水量Q可有：Q收稿日期：2016-03—07}基金项目：“工业节电与电能质量控制升级2011协同创新中心”资助作者简介：方泉(1993一)，男，安徽马鞍山人，硕士研究生，主要研究方向为电力系统及其自动化、矿山物联网。=0．5(Qmax+Qmin)(1+sin(0．0411t一90))并且为了简述式(2)的方程，令Qr=O．5(Qmax+Qmin)，Qm=Qmax则任意t时刻的连续型用水方程为：Q=Qr-cos(0．0411t)(3)2特性曲线拟合水泵特性曲线是指在电机转速一定的条件下以水泵流量为基本变量，其他各参数随流量变化而变化的曲线，其中主要有流量一功率曲线、流量一扬程曲线以及流量一效率曲