矿井排水自动化监控系统

・６８・　煤矿机电　２００６年第４期　

井下排水监控系统自动化方案分析　

石小利，高奇峰　（浙江工业职业技术学院机电系，浙江绍兴３１２０００）　摘　要：　从我国煤炭生产的实际出发，结合现代工业自动化的发展趋势，提出一种井下自动排水　系统方案，着重介绍系统组成、功能及特点。经实际应用，取得了良好的效果。　关键词：　排水系统；自动控制；ＰＬＣ；水泵房　中图分类号：ＴＤ７４４；ＴＰ２７４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—０８７４（２００６）０４—００６８—０３　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　Ｄｒａｉｎａｇｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＳＨ／Ｘｉａｏ－ｌｉ，ＧＡＯ　Ｑｉ　ｎｇ　（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ　３　１　２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　ｍｏｄｅｍ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ａ　ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｒｅ　ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ａ　ｇｏｏｄ　ｒｅｓｕｌｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＬＣ；ｐｕｍｐｉｎｇ　ｈｏｕｓｅ　

・１００・　煤矿机　电　２０１２年第２期　

煤矿全矿井排水自动化监测系统的技术应用　郭元敬　（西安华光科技股份有限公司，陕西西安７１００７５）　摘　要：　为适应煤矿现代化安全生产的需要，提高矿井排水自动化监测实时性、可靠性，应用矿井　自动化网络系统及智能电磁流量计分布监测元件，动态监测煤矿矿井排水工况，作为矿井安全生产　一种重要的辅助手段。该检测系统经投入运行，达到了预期的效果。　关键词：　煤矿；排水系统；动态实时自动化监测　中图分类号：ＴＤ７４４；ＴＰ２７７．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—０８７４（２０１２）０２—０１００—０３　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｈｏｌｅ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｄｒａｉｎａｇｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＧＵＯ　Ｙｕａｎ－ｊｉｎｇ　（Ｘｉ’ａｎ　Ｈｕａ—ｇｕａｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ　７　１００７５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｍｏｄｅｒｎ　ｓａｆｅｔｙ　ｉｎ　ｃｏａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｐｐｌｉｅｓ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｕｎｉｔｓ，ｔｈｅ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｂｅｉｎｇ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ　ａｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｔｅｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｂｙ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ；ｍｉｎｅ　ｄｒａｉｎａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｄｙｎａｍｉｃ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　０　引言　神华集团陕西国华锦界能源有限公司下属锦界　煤矿，年产原煤１　６００万ｔ，由于井田靠近秃尾河流　域，并在矿井生产过程中揭露表明地下水比较丰富，　地下水主要充水水源是第四系沙层空隙水和直罗组　风化岩裂隙水，其中风化岩裂隙水远比沙层水含水　丰富，是矿井水害的主要来源。目前矿井已开采完　４个工作面，伴随矿井日常生产，涌水量已超过　３　２００　ｍ　／ｈ，地下水已成为威胁煤矿安全生产的重　要因素。为了能够确切监测采空区进出水，防止采　空区压力过大，以及对工作面涌水量进行监测，迫切　需要对整个矿井的井下清水和污水管网水量变化进　行动态监测，实现对各排水泵房排水量，主要生产工　作面涌水量，以及掘进探巷水涌水量的实时监测和　统计。　在传统的监测方法中，井上下的供排水流量观　测主要采用人工测量记录的方法掌握水位、流量、压　力等的变化情况，对管道流量的测量也是采用人工　携带仪器进行测量的方法进行监测。这种传统的监　测方法不仅不能进行实时的监测，而且借助人工的　管理，工作量极大，容易出现错误，造成管理上的混　乱。因此，为适应煤矿安全生产的需要，提高矿井排　水自动化监测实时性、可靠性非常必要。　１设计原则　锦界煤矿排水自动化监测系统，主要采用先进　的管道流量监测元件，就近安装在泵房、采空区及工　作面给排水管道出口处，信号就近接入隔爆兼本质　安全型可编程控制箱（以下简称防爆ＰＬＣ柜）中，通　过全矿已有的自动化通讯网络，进行自动数据采集、　上传任务，在矿调度指挥中心服务器机房，进行数据　自动记录、存储，实时动态画面显示，报表生成及　打印。　系统设计遵循如下原则：　１）系统性原则：从系统论的观点出发，以实现　系统总体功能为目的来构建整个系统结构，达到最　优化经济结构。

煤矿井下排水监控系统探讨

矿井主排水系统是煤矿大型设备的一个重要组成部分，其正常运行与否直接关系到整个矿井的安全。该系统一般由若干主排水泵、配套电机和排水管路组成，统一安置于井底中央泵房内，具有可靠性要求高，耗电量大，启泵、停泵操作繁琐等一系列特点。目前多数矿井主排水设备的运行与管理普遍采用人工操作的方式，自动化程度低；同时，大量的实时数据得不到及时的监测和处理，系统出现故障也不能及时发现，给统一调配、事故处理造成不便。

1 煤矿井下排水监测监控系统的组成

1.1 矿用隔爆兼本安型智能化传感器

具有自动校正、灵敏度自动补偿、非线性自动补偿等功能的智能传感器，它负责搜集现场模拟量数据。系统设置超声波水位传感器，模拟量和开关量传感器。传感器均设于水仓的排水配水仓内，plc将接受到的模拟量水位信号分成若干个水位段，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，同时检测井下供电电流值，计算用电负荷率，根据矿井涌水量和用电负荷，控制在用电低峰和一天中电价最低时开启水泵，用电高峰和电价高时停止水泵运行，以达到避峰填谷及节能的目的。

1.2 可编程序控制器

采用siemens公司的s7-300控制器，用于集控、就地、检修工作方式下。plc有通信接口模块，可接入profibus网，并提供完整的控制变量表，控制系统能够在线诊断，并且其控制程序可在地面主机在线下载。plc控制程序采用模块化结构，系统可按程序模块分段调试。分段运行。该程序结构具有清晰、简捷、易懂、便于模拟调试、运行速度快等特点。

1.3 控制分站

采用矿用隔爆兼本安型控制器，完成整个系统的数据采集、设备控制、信息传输及网络通信。装置有各种继电器转换板、中间继电器、本安电源模块、接触器、输入／输出隔离板、本安／非本安隔离板等，用于本安／非本安信号的转换，输入信号的隔离、放大及输出控制外围设备等。数据采集是自动采集并检测数据。

1.4 安全型操作屏

工业技术　一ｉＣｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　囡团图圜囫嗣团　■嵋譬　饵　■　‘　■盔一　

矿井排水的自动化集中控制分析　

李刚强　

（中国神华神东煤炭集团大柳塔煤矿，陕西神木７１９３００）　

摘要：简述了矿井排水的意义与特点，分析了自动化排水系统的优越性，介绍了自动化排水系统的主要功能。　

关键词：矿井排水；自动化控制系统；自动监测　

１矿井排水的意义与特点　

进行煤矿地下作业时，必然会产生涌水，　

矿井涌水一般都集中在中央主水泵房．由中　

央水泵房水泵排到地面。矿井排水存在以下　

特点：一是涌水量较大，主要随季节变化，因　

此排水设备要有备用。二是南于井下空间及　

条件限制，设备安装相对困难。三是水质恶　

劣，要求设备防酸耐磨。合理设计巾央水泵房　

是保证矿井涌水及时排井下的关键。　

２国内一般矿井水泵房的现状　

目前国内一般矿井水泵房具有以下一些　

特点：一是水泵房环境潮湿，噪声大；二是水　

泵房设置人员看守，设备均为人工操作；三是　设备有高、低压操作柜及防爆型开关，大多采　

用继电器进行控制；四是保护措施不是很齐　

全、完善；五是应急能力差；六是不能根据涌　

水状况合理启动水泵，存在用电浪费现象；七　

是不能对矿井水仓状况进行监测。　

３自动监测与控制　

目前从技术与发展角度上看．自动化控制与　

监测技术已经很成熟，目前国内已有专门的　

厂商进行矿井自动化监测与预警控制设备的　

研制开发。如太原罗克佳华公司在巾煤朔州　

２号井工矿安装的矿ｌ井自动化排水控制装　

备，现运行状况良好。　

４自动化排水系统与传统排水系统的比　

较。矿井自动化排水系统与传统排水系统的　

比较见表１。　

５自动化排水系统的优越性　

ｆ１）南于采１１１自动化控制，水泵房和变电　

所可实现无人值守，减少人为操作失误，实现　

了减员增效的目的。ｆ２）通过对排水管流量的　

监测，及时清除结垢，达到减排水阻力，提高　

管网效率，节约电能的目的。降低管网阻力，