煤矿井下水泵房自动排水系统

２ １ 年 ２月 ０ １
山西煤 炭管 理 干部学 院学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ｉ ｏ ｌ ＭｉｉｇＡｄ ｎｓｒｌｒ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ａ ｘ ａ－ ｎｎ ｍｉｉｔ ｏｓ ｏＳ Ｃ ａ Ｃｏｌ ｅ ｅ
Ｆｅ 。 ｂ．２０１ １
第２ ４卷
第 １ 期
Ｖ０ ．４ Ｎ０ １ １ ２ ．
统 软 件 留有 足够 的冗余 和 以 太 网 、Ｐ Ｏ Ｃ接 口 ，可 以
方 便 地进 行 扩展 ， 为实 现 全矿 井综 合 自动化 奠 定基 础 。各监 控 系统 实 时采 集 生产 工 况参 数 ， 以采用 可
图形 、 报表 的形式 显示 系统 的实 时工况 。
保证 不 间断 排水 ， 以缩 短 工作 面排 水 时 间 使其 尽 早
・
科 技纵 横 ・
井下排水 系统 自动化的意义
张 润果
（ 同煤 矿 集 团公 司 平 旺 物业 管 理 公 司 ， 大 山西 大 同 ０ ７０ ３ ０ ３）
摘
要 ： 矿 井 下 积 水 的 主要 来 源 是 南岩 层 渗 水 经水 槽 集 中在 各 处 的 水 窝 。处理 分 散 在 各 处 集 水 窝 的分 水 是 由 煤
二、 提高 排水 自动化 程度 ， 少水灾水 患损 失 减 自动化 矿井 水 泵 控制 系 统 主要 由四部 分 组成 ：
和安 全 。目前， 国大多矿 井水 泵房 仍然 普遍 使用 传 我 统 的人 工操 作排水 系统 。这种 排水 系统 由于 自动 化
程度低 ， 急能 力差 ， 很 大 的安 全 隐患 。因而 ， 应 存在 井 下排水 系统 自动 化 已成 为 亟待解 决 的问题 。
开采 ， 开泵 人 员需 要 实行 三 班倒 。 由于水 泵运 转 时

ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｐ ＬＣ ｉ ｎ Ｚｈ ｏ ｕ ｙ ｕ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ
Ｌ Ｉ Ｃｈ ｕ ｎ—ｇ ｕ ａ ｎ ｇ 。 ＺＨＯＵ Ｂｉ ｎ —ｔ ａ ｏ ， ＺＨＡＯ Ｗｅ ｎ—ｙ ａ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ Ｗｅ ｉ—ｈｏ ｎ ｇ
命 令工 作 ， 泵房 环境 嘈杂 ， 存 在 安 全 隐 患 。（ ２ ） 水 泵 运行 过程 中 ， 无法 对设 备运 行工 况实 时监 测 ， 需 要 操作 人员 不断 巡视 和 凭 经验 判 断 。 （ ３ ） 井下 无 法 检测 地 面清水 池 的水 位 ， 需 要 井 上人 员 根 据 人 工 监测 到 的水位 ， 打 电话 通 知 井 下 操 作人 员 启 停 清 水泵 ， 操作 过 程繁琐 ， 且 地 面清水 池距 离调度 室 很远 ， 地势 条件 恶劣 ， 检测 水位 存在 诸 多不便 。以 上 问题 劳动 强 度 大 、 人 为 因素 多 、 启 泵 时 间长 、 自
・
专 述 ・ 基于Ｐ Ｌ Ｃ 控制的煤矿井下泵房自 动排水控制系 统改造
基于 Ｐ Ｌ Ｃ控制的煤矿井下泵房 自动 排 水 控 制 系统 改 造
李春 光 ， 周斌 涛 ， 赵 文艳 ， 王 卫红
（ １ ． 济源职业技术学院， 河南 济源 ４ ５ ９ ０ ０ ０ ； ２ ． 河南省济源市矿 用电器有限责任公司， 河南 济源 ４ ５ ９ ０ ０ ０ ） ［ 关键词］ 煤矿 ； 自动排水系统 ； Ｐ Ｌ Ｃ ［ 摘 要］ 采用 Ｐ Ｌ Ｃ系统， 对煤矿 井下泵房 自动排 水控 制 系统进行 了改造设计 ， 主界 面与 泵房 现 场 的设 备 、 传 感器布 置 一致 ， 各种 设备 的 开关运 行 状 态及 各 种传 感 器的数据 直观 地显 示

第5期　2011年5月工矿自动化Industry and M ine A uto matio nNo .5　M ay 2011　文章编号:1671-251X (2011)05-0015-04 DOI :CNKI :32-1627/TP .20110428.1723.004煤矿井下主排水系统工艺流程及其自动控制系统设计李亚哲(中煤科工集团常州自动化研究院,江苏常州　213015) 摘要:介绍了煤矿井下主排水系统的相关工艺流程,总结了煤矿井下主排水系统的特点,设计了一套煤矿井下主排水自动控制系统,详细介绍了该系统的组成和软件控制策略。

该系统通过井下控制主站的决策控制对排水设备的运行过程和运行状态进行自动控制与监测,使排水设备达到最佳工作状态;同时可根据峰谷分时电价、水仓水位及涌水量情况控制水泵的启停,从而达到有效节约能源、降低劳动强度、延长设备使用寿命的目的。

关键词:矿井排水;水泵;工艺流程;自动控制;传感器 中图分类号:TD636 文献标识码:B 网络出版时间:2011-04-2817:23 网络出版地址:http ://w w w .cnki .ne t /kcm s /detail /32.1627.TP .20110428.1723.004.htm lTechnical Process of Coal Mine M ain Drainage System and Desig n ofIts Automatic Control Sy stemLI Ya -zhe(Changzhou A utom ation Re sea rch Institute of China Coal Technolog y and EngineeringG roup Co rpo ration ,Changzhou 213015,China ) A bstract :The paper intro duced related technical pro cess o f coal mine main drainage system ,summarized characteristics o f coal mine main drainage sy stem ,designed autom atic control sy stem of coal mine main drainage ,and introduced composition and softw are contro l strategy of the sy stem in details .The system can control and m onito r operation pro cess and state of drainage devices autom atically w ith decisio n -making o f m ain contro l station to m ake drainage devices achieve the best w o rking condition .Meanw hile ,the sy stem can co ntrol start and sto p of w ater pump acco rding to TOU tariff ,w ater level of w ater sump and w ater inflo w condition to save energy effectively ,reduce labo r intensity and ex tend service life o f drainage devices .Key words :mine drainage ,w ater pum p ,technical pro cess ,automatic control ,senso r 收稿日期:2011-01-12基金项目:科技部科研院所技术开发研究专项资金项目(2008EG122185)作者简介:李亚哲(1980-),男,陕西渭南人,工程师,现主要从事煤矿自动化产品的研制工作,已发表文章2篇。

矿井自动化排水系统分析与研究【摘要】阐述现有矿井排水系统存在的问题，认为目前我国大多的井下排水系统仍是传统的人工操作排水系统，其效率低、可靠性差及工人劳动强度大。

因此需要对矿井排水系统进行自动化控制，来解决目前存在的问题，这也是矿井排水系统的发展趋势。

【关键词】排水系统；自动控制；plc0 引言井下排水系统是矿山生产中四大系统之一，担负着井下积水排除的重要任务。

然而，目前我国的井下排水系统仍有很多依靠传统的人工操作方式。

本文中分析了传统的排水系统的组成及工作过程，并指出其存在的问题。

为此，提出采用矿井排水系统自动化控制系统来解决目前矿井排水系统存在的问题。

1 井下排水系统存在的问题目前，我国大多矿山企业的井下水泵房使用的仍是传统的人工操作排水系统，以离心式水泵系统为主。

这种排水系统的操作以离心式水泵的工作特性为基础，泵站的起停时间判断，完全依赖于工人的经验和已有的操作规程。

当水仓水位到达设定的高水位时，工人打开射流泵（或真空泵），为水泵抽真空，同时观测真空表的读数。

真空度达到要求后，起动水泵机组，使水泵运转。

当水泵出水口压力表读数达到要求时，开起闸阀进行排水，同时关闭抽真空的射流泵（或真空泵）。

停泵过程要进行相反的操作。

当水仓积水降至低水位时，先将闸阀关死，再停水泵机组。

其存在的问题有如下几点：1）效率低、可靠性差。

这种排水系统的工作流程完全由手工完成，工人按部就班的完成各个执行件的操作。

另外，对水位、涌水量大小等现场数据的判断依赖于工人的经验。

作业过程比较复杂，要求工人具有很强的责任心，否则可能出现误操作，甚至发生大的事故。

2）工人劳动强度大。

人工操作无法避免高强度的劳作。

尤其是闸阀的操作，劳动量最大。

而且，水泵房要时时有人值守，以便在发生异常情况时，及时报警检修。

2 矿井排水系统自动化控制针对上述排水系统存在的问题，本文提出了基于plc的矿井主排水自动控制系统的设计。

自动控制系统的应用，将使得排水系统可靠性增强，整个工作流程通过软件的编程来实现，程序确定后，水泵机组将按给定的程序自动启停水泵、开合阀门，极大的减小工人的劳动强度。

２ １ 年第 ５ ００ 期
煤
矿
机
电
・ ７・ ２
矿井 中央水 泵房 自动 化排 水 系 统 的设计
王华 王言堂 刘猛 ， ，
（． １ 中煤六十八处 安装二公 司，山东 邹城 ２３ ０ ； ． ７５ ０ ２ 兖州矿业 （ 团） 司 机 电设备制造厂 ，山东 邹城 ２ ３０ ） 集 公 ７ ５０
采集 、 变换 、 处理 、 出 、 输 显示 、 保护 、 障报警 和通讯 故
等多 种功能 。
自动排水 系统 主要 由地 面监控 主站 和井下监 控 分站两 部分组成 。 （ ）地面监 控主站 １ 地 面监控 主站是 整个 系统 的地 面控制 与监视 中
２ ）配 电柜 ： 主要 由断路器 、 接触器 、 热继 电器等 元器 件组成 ， 是排 水 管 道 电动 阀 门 、 真空 泵 、 真空 抽 管道 电动 阀等 的配 电回路 。
关键词 ： 中央水泵房 ；远程 监控 ；双 Ｐ Ｃ控制 Ｌ
中图分类号 ：Ｄ ３ ； Ｍ ６ Ｔ ６ ６ Ｔ ７２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０１— ８４ ２ １）５— ０７－ ３ １０ ０７ ｛０００ ０２ ０
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｍａ ｉ ａ ｎ ｇ ｙ ｔ ｍ ｆＭａｎ Ｐ ｍｐｎ ｔ ｔ ｎ ｓｇ ｆＡｕ ｏ ｔ Ｄｒ ｉａ ｅ Ｓ ｓｅ ｏ ｉ ｕ ｉｇ Ｓ ａ ｉ ｃ ｏ
１ 中央水 泵房 自动排水 系统
井 下监控 分 站 是整 个 系统 的控 制 核心 ， 控制 其 核心 为 Ｐ Ｃ， 摸屏 为显 示 和 主 要 操 作 设 备 ， 过 Ｌ 触 通
Ｐ Ｃ检测水泵设备和传感器等的信号， Ｌ 控制水泵 、 电 动闸阀、 电动球阀等设备和电动阀门等执行器。系 统主要包括控制柜、 配电柜 、 就地控制箱 、 传感器和 执行器 等五 部分 。 １ ）控制柜： 为矿用一般型柜体， 主要 由 Ｐ Ｃ 触 Ｌ、 摸屏 、 中间继 电器 、 号变送 器 、 纤 以太 网交换 机 、 信 光 开 关 电源 、 按钮 和指示 灯等元 器件 等组成 ， 具有信中央泵 房仍采 用人工 控制 的落后 现状 ， 或者对 其进行 自动化 改造 后仍

科技论坛
井下水 泵房 的 自动排水 系统 的现 状研 究
孙 鬻 ．苗 新琳
（ １ ． 沈阳东北总部基地开发建设有限公பைடு நூலகம்司 ；２ ． 沈 阳山盟建设 集团有 限公 司 ）
【 摘 要】 在我 国煤炭 行业是一个非常重要的 支柱产业 ，煤矿
极大的负面影响 ，甚至 可能令 整个 系统报废 。另外 ，由于水泵 的特 性 ，在 整 个 系 统 运 行 时 ，不 能 太快 地 开 关 闸 阀， 要 慢 开 慢 关 才 能 保 证水泵长久有效地工作 。显而 易见，手动人工操作是一种非常耗 费 人 力 物 力 的方 法 。不 仅 劳动 强 度很 大 ， 而 且 持 续 时 间 长 ，尤 其 是 在 开关闸阀的时候 ，又 需要两个甚至更 多的工 人同时操作 参与的人 越 多 出 纰 漏 的 可 能 性 也 越 大 。所 以说 整 个 人 工操 作 方 法 不 仅 在 资 源 上 是 浪 费 ， 而 且 在 安全 系 数 方 面 也 不 是 足够 的 高 。 ３ 自动 控 制 由 于 人 工 控 制 有 很 多 的 缺 点 ，所 以 自 动控 制 自 然是 当 今 水泵 控 制 的主 流 趋 势 ， 自动控 制 中可 编程 器 件 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 又 以它 相 对 低 廉 的 价格和较 高的性 能倍受青 睐。下来就 主要介 绍自动 Ｐ Ｌ Ｃ控制的优缺
【 关键词 】 煤炭行 业；矿 井； 自 动抽 水 系统 ；井下水泵
前 言 煤炭行业是我 国几大支 柱产业 之一，矿井的安全 问题 已经伴随 着煤炭 的飞速发展慢慢成为 了制约煤炭 生产的关键因素 。煤矿生产 中的四大件分别是主通风机 、主提 升机 、主抽水泵、空气压缩机 。 在这四个系统 中，最重要 的就是抽 水系 统，因为这关乎着广大煤矿 劳动人 民的生命安全 ，是保证矿井 能够 安全有效地生产的关键 。井 下水 泵 房 的 自动 排 水 系 统 的 主 要任 务 就 是对 矿 井 进 行 排 水 作 业 。 我 国现阶段有很多种不 同的传统与现 代的控制方式 。有纯手工 的人工控 制方法。有 以电位器为继 电器 的继 电器 控制 方式，这是纯 粹 基 于 电 气 原 理 ， 利 用 简 单 的 电气 自动 控 制 来 达 成 目标 ， 属 于 模 拟 控制方式 。还有 的是利 用微 处理器 作为核心的单片机控制与 Ｐ Ｌ Ｃ控 制方法 。这属 于计算 机 自动控制。两种控制方法各有利弊 。基 本上 是 我 国现 在 所 使 用 的最 广 泛 的 自动 控 制方 法 １关 于 井 下 排 水 的 重 要 性 我 国的大 多数煤矿在地下，所 以大多数 的煤矿开采 都是 地下开 采 ，地 下开采 的同时就 会由于地层 中含水的渗出 ，水沙填充和水力 采煤矿井 的井 下供水 ，雨水以及江 河湖海水的渗漏 。导致矿井 中会 有大量 的积水 在一 些水资源 比较丰富的地区 ，矿井 的涌水量甚至 可能超越每秒钟 ２ ０立 方 米 。除 此 之 外 。地 层 结 构 会 由于 煤 炭 的开 采 而发生改变 ，岩层 断裂 之后会 使采 区与储水区发生贯通 。发生 突水 事 故 。 涌 水 量 可 能会 急剧 增 加 。这 样 就 不 能 保 证 井 下 矿 工 的 生 命 安 全 。严 重 的 就 会 造 成 特 大 事 故 。 国 家及 人 民 的 财 产 安 全 都 会 受 到 侵 害。因此 ，井下排水系统是煤矿生产 中最重要最关键的一环 。井下 排 水 系 统 就 是 要 将 渗 过 来 的 井 下 积 水 从 煤 矿 巷 道 送 到 地 表

操作 ， 潜在 后果 ， 验各种 措施 的效 果 ， 分析 检 保 障 了电网的可 靠运行 。 负荷 预测 可以根据 历史 数据 ， 用不 同的方法对 某天 的数据 进行 预测 ， 并对预 测结果 进行误 差分析 ， 调度人 员根 据预 测结果 调整运 行方式 ， 保证 电网 的安 全经 济运 行。 电压 无功优 化控 制通过 调整有 载变压 器抽 头、 投切 电容器 ， 证 电网 的电压质 量 ， 保 降低线 路损耗 。 ｆ 实现 了电 网调 度 的直 观化 、 象化 和 自 ４ １ 形 动化 。调度 人 员 可以实 时 掌握 电 网 的运 行情
ｆ 通过 测 量 水仓 人 水 口的 流 量 和 水 位 ， １ ） 结 合水 仓 的缓 冲能 力 ， 建立 合 理 的数 学模 型 ， 自动控 制 开泵 的 数量 和 时 问 ，实 现 “ 峰填 避 谷 ”分 时朋 电功 能 。 、 （ 通过 现 场 总 线 通信 技 术 ， 现 与变 电 ２ ） 实 所 高低 压 电力 综合 保 护 系统 的通 信 ，达 到数
参 考 文 献
［ １ １卢恩 贵； 冬 梅． 井 自动化 排 水 的 Ｐ Ｃ 赵 矿 Ｌ
实现 ． 矿 自动 化 ．０ ６ ０ － ０ 工 ２ ０－ ４ １ ．
作 者简 介 ：李刚 强 （９ ２ ０ １出生 一 ， １８１２ ） 男 ．陕 西省 成 阳人 。０ ０９ ２ ０ ． ２ ０ ．－ ０ ４７就 读 于 陕 西科 技 大 学机 械 设 计 制 造 及 自动 化 专 业 ， ， ２０ ０ ４年 ７月应聘 于 中 国神 华神 东煤 炭集 团大 柳塔 煤 矿 ， 主要 从事 矿 井 下供 排 水 、 电管路 机 等 工作 。
参 考 文 献 ５未来 发展 １付周 兴 ， 清亮 ， 张卓 ． 王 董 电力 系统 自动化． 电 网 调 度 自动 化 从 ｓＡ Ａ 发 展 到 Ｅ ｆ ｃＤ ＭＳ １ 中 ２０． 花 了近 ３ ０年的 时间 ，随着 国家对 电网建 设投 北 京 ： 国 电 力 出版 社 ，０ ６

浅谈煤矿排水泵房自动控制系统【摘要】本文首先介绍了矿井排水的意义和特点,为了解决传统排水泵房存在的隐患,结合矿井的实际,应用自动化控制系统就能较好的实现矿井水泵的监测控制,提高了矿井排水系统的自动化水平,同时也降低了运行的成本,延长了设备的使用寿命,具有较好的经济效益和社会效益。

【关键词】煤矿泵房远程监控可编程控制器PLC在当前,我国矿井使用的水泵普遍仍采用传统的排水系统,通过人工手动操作,这种排水系统总起来讲应急的能力较差,自动化程度不高,还不能做到根据水位或其它参数自动起停水泵,存在很大的安全隐患。

针对现有排水系统存在的弊病,本文结合煤矿井下的实际情况,在传统排水系统控制的基础上进行改造,使水泵的自动化控制系统能够在无人值守时,自动运行和自我诊断。

该控制系统主要是通过远程控制,对相关设备进行自动控制、自动检测,从而使运行设备达到最佳的工作状态,达到节约能源、降低成本、延长设备的使用寿命,提高设备的自动化水平,促进矿井的和谐发展。

1 矿井排水的意义矿井排水的任务就是将井下涌出的矿井水,通过排水系统不断地排至地面,以保证矿井安全生产和作业人员的生命安全,否则就会影响矿井正常的生产,甚至发生淹井事故,造成生命、财务的巨大损失。

因此说矿井排水系统是必不可少的主要生产系统之一。

2 矿井排水的特点由于矿井涌水的复杂性和危险性,以及矿井结构布置的不同,故对矿井排水及排水泵房的要求比一般机电硐室的要求严格,对排水设备的可靠性能要求更高,,必须保证及时排除矿井涌水。

因为矿井涌水在井下流动的过程中,混入和溶解了许多矿物质,含有一定数量的煤炭颗粒、流沙等杂志,所以要求排水水泵要具有较强的抗腐蚀性和耐磨性;此外,由于排水系统安装在硐室内,硐室空间比地面空间小,安装和维修都不方便,为了保证矿井的安全,矿井水泵房要求安装使用、备用、待修的水泵台数较多;再者,矿井排水设备的耗电量很大,一般会占到全矿井总耗电量的25%—35%,有的矿井占到40%,个别矿井会更多。

（ ａｔｎＣ ａ Ｍｉｅ Ｙ ｎｈｕＭｉ ｎ ｄ ｓｙ（ ｒｕ ）Ｃ ． ｔ． Ｚ ｕｈｎ ７５ ５ Ｃ ｉ ） Ｎ ｎｕ ｏｌ ｎ ， ａｚｏ ｍ ｇＩ ｕｔ Ｇｏ ｐ ｏ ，Ｌｄ ， ｏｃ ｅｇ ３ １ ， ｈｎ ｎ ｒ ２ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ ： Ｉｔｏ ｕ ｅ ｔｅ ｏｋｎ ｐ ｎ ｉｌ ｎｒｄ ｃ ｓ ｈ ｗ ｒ ｉｇ ｒ ｃｐｅ， ｆｎ ｔ ｎ ｌ ｍｐｅ ｎａｉｎ， ｄ ｖｃ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｎ Ｖｉｅ ｉ ｕ ｃｉ ａ ｉ ｌｍｅ ｔｔ ｏ ｏ ｅ ｉｅ ｏ ｏｉ ｏ ａ ｄ ｉ ｄｏ
南 屯煤矿 一 ３ 中央水 泵 房 共 有 ３台 ６ｋ ／ ４ ２ｍ Ｖ ７０ｋ 水泵 、７台 ３０Ｖ １５ｋ 电动 阀门装置 等 １ Ｗ １ ８ ／ ． Ｗ
１ ）控制柜： 为矿用一般型柜体 ， 主要由 Ｐ Ｃ 触 Ｌ、 摸屏、 中间继电器、 信号变送器 、 光纤以太网交换机 、 开关 电源、 按钮和指示灯等元器件组成 ， 具备信号采 集、 变换、 处理 、 输出、 显示 、 保护 、 故障报警和通讯等 多 种功 能 。 ２ ）配电柜 ： 主要 由断路器、 接触器 、 热继 电器等 元器件组成 ， 是排水管道 电动阀门、 真空泵、 抽真空 管道电动阀等的配电回路。 ３ ）就 地控制 箱 ： 主要 由转 换 开关 、 钮 和指 示 按 灯等元器件组成 ， 用于转换设备的操作方式和就地 起停设备。 ４ ）传感 器 ： 主要 包 括 超 声 波液 位 计 、 声 波 流 超 量计、 负压变送器、 压力变送器 、 电机绕组及轴承温 度传感器 、 水泵轴承温度传感器 、 水泵轴承振动传感 器、 电机电压及电流互感器 、 烟雾传感器 （ 关键部位 设 置 ） 阀门位 置行程 开关 和过转 矩行 程开关 等 。 、 ５ ）执行器 ： 括 排水 管 道 电动 阀 门 、 真空 管 包 抽

**煤矿井下排水系统设计一、设计原则和依据1、遵循《煤矿安全规程》、《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》、《煤炭工业矿井设计规范》和《煤炭工业小型矿井设计规范》以及其它有关规定；2、选用取得《煤矿矿用产品安全标志证书》的高效节能产品，安全可靠，技术先进，经济合理；3、井下主排水采用一级排水系统，在副井井底建立排水泵房，将矿井涌水直接排到地面，根据地测科提供的矿井最大涌水量Q m =55m3/h、正常涌水量Q z =45m3/h，敷设排水管路井筒的井口和井底标高H1=+225m、H2=-110m。

排水高度为335m。

二、排水泵站的能力确定1、最小排水能力计算（1）、正常涌水量时工作水泵最小排水能力：Q1 =24Q z/20=1。

2Q z=1.2*45 m3/h=54 m3/h（2）、最大涌水量时工作水泵最小排水能力：Q2 =24Q m/20=1。

2 Q m =1.2*55 m3/h=66 m3/h2、水泵扬程估算H=K(H p+H x)式中， H p 为排水高度, 且H p= H1- H2,H x为吸水高度, 估算一般取H x=5m,K 为管路损失系数,与井筒坡度有关:立井: K=1.1~1.15,斜井:当α<20。

.时, K=1.3~1.35,α=20.~30。

时, K=1.3~1.25,α>30。

时, K=1.25~1.2.** 煤矿为斜井，故K=1.3,H=K(H p+H x)=1.3*340=442m3、确定水泵台数N根据计算的Q1、Q2、H,查水泵样本选择水泵,并根据拟选水泵的主要技术参数，初步预计水泵的流量Q b=100m3/h，按《煤矿安全规程》第278条相关规定，计算出水泵房內工作水泵、备用水泵、检修水泵台数。

水泵站內水泵总台数N按下面两种情况计算。

(1)、正常涌水量时：N= n1+ n2+ n3式中，工作水泵台数n1= Q1/Q b, 且n1≥1，当n1不为整数时，其小数应进位到整数。

ISSN1672-9064CN35-1272/TK(下转第51页)图2水泵运行设置作者简介:陈其晖,仙亭煤矿机电股股长,机电工程师。

煤矿井下自动化排水控制方式浅析陈其晖(福建省永安煤业有限公司仙亭煤矿福建永安266000)摘要针对煤矿井下排水泵房自动化排水改造中遇到的问题,通过对水仓水位、水泵累计时长、运行时间段等参数的设置,改变控制方式实现相关功能,解决水泵多台运行、交替运行、避峰就谷等问题。

关键词无人值守水位设置轮机运行避峰就谷运行流程中图分类号:TD744文献标识码:A文章编号:1672-9064(2019)04-046-02煤矿井下水泵房通过自动化排水改造实现无人值守,无人值守系统,需要实现水泵根据水位自动开停、避峰填谷、轮机运行、根据水位控制开机数量、运行参数监控等功能,可通过PLC 及相关组态软件的参数设置,实现相应功能。

现以西门子S7-200系列PLC 和SIMATIC WINCC 视窗监视中心为例,浅析自动化排水改造过程中遇到的问题,以及通过改变控制方式实现相关功能的办法。

1煤矿井下自动化排水控制系统组成煤矿井下自动化排水系统,主要由集中控制主机、就地控制柜、上位机、水位监测装置、真空度监测装置、温度监测装置、电流电压监测装置、出水压力装置、电动闸阀组成。

其中集中控制主机集成了PLC 、变送器、耦合器、通讯装置等;就地控制柜安装了各类继电器、就地启停按钮等,上位主机安装实现人机交换的组态软件。

2泵房无人值守需要解决的问题泵房无人值守需要通过一系列自动监测、预警、启停、故障报警功能以实现自动化运行,主要的参数有水位、水位增长情况、实时时间、水泵累计开机时间等。

改造过程中,我们遇到了多台水泵如何轮替运行、水位上涨较快时如何使多台水泵自动运行,如何避峰就谷等问题,利用相关参数比对、设置,可实现水泵根据水位自动开停、根据水位控制开机数量、轮机运行、避峰填谷等功能。

3水位及多机运行设置井下水泵的开停主要根据水仓水位高低来控制。

矿井自动排水集控系统在黄玉川煤矿的应用【摘要】随着煤炭行业高产高效的发展，井下排水问题成为制约煤炭安全生产的关键因素。

矿井自动排水集控系统已在煤炭行业内广泛应用。

本文重点介绍黄玉川煤矿使用的自动排水集控系统的工作原理以及整体运行及操作的注意事项。

【关键词】煤矿自动排水集控应用煤炭行业是我国的支柱产业。

煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着重要的作用。

随着煤炭行业高产高效的发展，井下排水问题更成为制约煤炭生产的关键因素。

目前国内矿井的排水系统多采用传统的人工进行监测，人工加继电器进行控制的方法。

传统方法控制线路复杂，设备运行的自动化程度低，可靠性相对较差，工人劳动强度大，排水系统应急能力不足，存在一定的安全隐患，不适应煤炭工业发展的需要。

为解决以上问题，黄玉川煤矿井下中央水泵房安装使用了基于PLC的自动排水集控系统。

该系统是井下水泵房自动化系统井下排水系统的监测与控制的一体化系统，利用上位机进行地面监控的网络与采用PLC构建成的就地控制系统与地面（远程）监控相结合的方式，弥补了传统继电器控制的种种缺陷与不足，提高了工作可靠性和稳定性，具有使用寿命长、维护方便可以实现远距离监控的特点。

1 系统工作原理1.1 井下水仓水位监测超声波水位变送器向就地控制箱中的PLC反馈信号，信号的类型是4～20mA电流信号。

电流信号与水位高低线性对应，即当水位是0.0米时反馈4mA 信号，当水位是5米时，反馈20mA信号。

反馈的电流信号经PLC的模拟量输入通道输入给PLC，由PLC内部的程序判断是否启动或停止水泵。

1.2 轴承温度和绕组温度系统将轴承温度和绕组温度信号全都进行检测并在就地控制箱画面和远程工业控制计算机上显示出来。

本系统中使用的温度检测装置是电动机内部集成的PT100型温度传感器，属于电阻信号。

1.3 水泵的启动和停止离心式水泵在工作前需要首先为泵腔充满水。

在实际的充水的过程中，本系统采用在水泵的初级处设置射流泵，利用虹吸原理向泵腔中注水。

1项目背景赵庄煤业中央水泵房于2014年进行了自动化排水改造,而盘区水泵房排水系统仍然采用传统的人工手动排水方法,井下泵房排水系统运行时地面机房无法及时了解井下泵房的运行状况,有问题不能及时发现、及时解决,不利于矿井的安全运行。

对排水作业人员的精神体力消耗较大,人员利用率较低,对紧急事件反应速度较慢等。

因此急需对盘区泵房进行自动化排水改造工作,研究一套可靠的泵房自动化排水系统,实现泵房的无人值守、安全运行,满足煤矿日益增长的自动化监测要求,对进一步实现全矿井数字化、自动化、科学化、网络化管理具有十分重要的意义。

2项目方案由于目前赵庄煤业盘区水泵房阀门均为手动式,需要在现场的工作人员手动去启停泵,流程比较繁琐,顺序不能出错,水泵启动耗时较长,增加了工作人员的劳动量,如果设备出现故障,也不容易被及时发现;由于在达到启停水位时,不能自动启停,必须有值班人员卡点前去操作,如果值班人员没有按时操作,安全排水就会存在隐患。

所以,这种传统的工作模式和现代化矿井的生产模式不能高度匹配,需建设一套盘区水泵房自动排水控制系统,使水泵排水实现操作简单、系统稳定的同时又安全可靠。

当前矿井发展趋势为自动化、智能化、智慧化,也就是减人增设备,尽量在工作中多采用新技术,多使用新设备,来代替传统的人工手动操作排水模式,最终实现泵房自动化排水系统与矿井自动化系统相融合,实现自动化开停泵。

为此提出如下方案:泵房自动化排水系统的控制核心是PLC中央处理器。

工作原理是利用检测监控装置采集数据,然后传输至传感器和执行器,前提必须运行稳定,通过组态软件平台,接入工业以太环网,一套完整的自动化排水监控系统就建立起来了。

此套系统可以对水位、水压、水泵状态、流量等参数进行准确测量,在地面就可以远程监控,并通过双回路排水控制装置合理对水泵的运行进行调度,检测监控装置采集到的数据可以自动上传、存储和共享,这样井下排水就实现了自动化和无人化。

传统的人工手动操作排水有着投入资金少,操作简单易上手的优点,但排水效率不高,溢仓、烧泵、不上水现象时有发生,同时对定岗定时工作有较高要求,劳动强度相对较大。

基于PLC的煤矿井下自动排水系统郭凤仪;郭长娜;王爱军;张凤龙【摘要】Research the automatic drainage system underground mine based on PLC and configuration,center controller use PLC of S7-200 for SIEMENS,the parameters are collected by sensors,energy saving optimal drainage process as avoid peak and automatic rotation are completed by software programming, it has the failure monitoring and protection function, including over-voltage、flow、leakage protection、pump leaking protection,flow、pressure protection. PC operates useconfiguration,realizes remote monitoring, real-time display information,improve the production efficiency,save energy consumption,reduce the cost of production.%基于PLC和组态软件提出了煤矿井下水泵房自动排水方案,中心控制器采用S7-200系列PLC,经过传感器对各参数的采集,利用软件编程等完成了避峰就谷、自动轮换等节能优化排水过程,具有故障监测和保护功能,主要包括过压、过流、漏电保护,水泵漏水保护,流量、压力保护.上位机使用组态进行操作,可实现远程监控,实时显示信息,提高了生产效率,节省能耗,降低了生产成本.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】4页(P101-104)【关键词】PLC;组态;节能优化;远程监控【作者】郭凤仪;郭长娜;王爱军;张凤龙【作者单位】辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛125105;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛125105;开滦钱家营矿业公司,河北唐山063301;辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛125105【正文语种】中文【中图分类】TP2720 引言目前国内各矿井排水系统多采用传统的继电器控制方法，用人工进行检测(如人工检测水仓水位、闸阀及配电设备状况等)，这种检测控制方法效率低，工人劳动强度大，而且由于井下环境恶劣，故障率较高［1－2］。

井下水泵房自动化集控系统技术要求2011.9目录1工程概述 (2)1.1 泵房现有设备统计 ................................................................................................................................ - 2 -2设计原则及依据标准 .. (3)2.1 设计原则 ................................................................................................................................................ - 3 -2.2 依据的标准 ............................................................................................................................................ - 4 -3系统组成. (4)3.1 地面监控中心 ........................................................................................................................................ - 4 -3.2 泵房网络通讯系统 ................................................................................................... 错误！未定义书签。

3.3 泵房集控系统 ........................................................................................................................................ - 4 -4系统功能. (5)4.1 数据采集与检测 .................................................................................................................................... - 5 -4.2 保护功能 ................................................................................................................................................ - 5 -4.3 控制功能 ................................................................................................................................................ - 5 -4.4 操作模式转换 ........................................................................................................................................ - 6 -4.5 自动控制 ................................................................................................................................................ - 6 -4.6 节能降耗 ................................................................................................................... 错误！未定义书签。

煤矿水泵房自动化设计方案水泵房，这个深藏于煤矿内部的重要场所，是矿井排水系统的核心。

想起十年前，那时候的水泵房，还完全是依靠人工操作，不仅效率低下，还存在诸多安全隐患。

而今，随着科技的进步，自动化技术的应用已经成为了提升矿井安全生产的重要途径。

下面，我就来和大家聊聊“煤矿水泵房自动化设计方案”。

一、项目背景我国煤矿产业规模庞大，煤矿安全一直是国家关注的重点。

水泵房作为矿井排水系统的重要组成部分，其自动化程度直接关系到矿井的安全生产。

近年来，国家加大了对煤矿安全的投入，推动煤矿自动化、智能化建设，以提高矿井安全生产水平。

二、设计目标1.提高水泵房运行效率，降低能耗。

2.实现水泵房无人或少人值守，减少人力资源成本。

3.提高矿井排水系统的可靠性，降低故障率。

4.实现数据实时监测、报警，提高矿井安全管理水平。

三、设计思路1.采用先进的自动化控制技术，实现水泵房设备的自动启停、运行状态监测、故障报警等功能。

2.利用工业互联网技术，将水泵房运行数据实时传输至矿井监控中心，实现远程监控和管理。

3.结合矿井实际情况，设计合理的自动化控制系统，确保系统运行稳定、可靠。

4.注重系统兼容性，为后续升级和扩展预留空间。

四、设计方案1.自动化控制系统（1）水泵启停控制根据矿井水位变化，自动控制水泵启停，确保矿井水位在安全范围内。

当水位达到设定上限时，系统自动启动水泵进行排水；当水位降至设定下限时，系统自动停止水泵运行。

（2）运行状态监测实时监测水泵运行状态，包括电流、电压、功率、转速等参数。

当运行参数异常时，系统自动发出报警信号，通知矿井监控中心。

（3）故障报警当水泵发生故障时，系统自动判断故障类型，发出相应报警信号，并通知维修人员进行处理。

2.工业互联网技术利用工业互联网技术，将水泵房运行数据实时传输至矿井监控中心。

监控中心可以远程查看水泵房运行情况，对设备进行远程控制，提高矿井安全管理水平。

3.系统集成将水泵房自动化控制系统与矿井综合监控系统进行集成，实现矿井安全生产的一体化管理。