浅析矿井排水自动化系统在我矿的应用

浅析矿井排水自动化系统在我矿的应用

发表时间：2017-12-07T19:53:01.997Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：孙世民许红伟

[导读] 摘要：本系统可实现多地点开停设备，在五采泵房可使用手动、自动、检修方式开停，在地面污水处理站可用井上方式自动开停设备。

（山能临矿集团新驿煤矿山东济宁 272100）

摘要：本系统可实现多地点开停设备，在五采泵房可使用手动、自动、检修方式开停，在地面污水处理站可用井上方式自动开停设备。设备的各种运行参数都可在上位机上进行监控，对于严重事故可实现闭锁，保证了矿井的安全。

关键词：矿井水害；监控；自动化

我矿主要灾害主要为水害，而在五采区更为突出的则是水害，这也为我矿的灾害治理和防御工作带来了不小的难题。经矿领导和有关部门研究决定在五采区增设采区泵房。在这种情况下，要想保证电气设备的安全稳定运转必须设计一套安全系数高，智能化程度高，且能够实现远程控制的控制系统。依据我矿具体情况设计和安装了五采区泵房自动化系统。

研究过程：我工区根据有关部门出具的检测报告和矿上制定的指导方针，从实际出发，充分考虑了各方面的安全因素，并查阅了相关的设计质料吸取了同类系统的设计经验教训后，设计了本套自动系统。

技术原理: 本系统有3种操作方式即检修、手动和自动方式，操作方式的转换通过集控操作台上的转换开关完成。

1、检修方式

即在操作台上和每台水泵的就地控制箱上通过按钮对相应设备的控制方式，此方式不受任何闭锁的限制，只在应急及检修时使用，在正常的情况下严禁使用。此方式下电动闸阀点动控制，必须一直按着。其他的按钮则不必如此。

2、手动方式

即对每台设备的控制通过集中控制台上和每台水泵的就地控制箱上的相应按钮操作来完成。每台设备的起停顺序受闭锁条件的限制。以1#泵系统为例，当需要开1#水泵排水时，将“1#水泵禁起”开关按顺时针旋起（箭头指示方向），水泵选择开关选择1＃泵，“自动/手动”转换开关转换到手动位置，“地面/井下”转换开关转换到井下位置， “1#运行/备用/检修”转换开关转换到运行位置，选择射流/真空泵射流方式，“1＃/2#真空泵”选择想使用的真空泵，按真空泵启动按钮，启动真空泵，真空泵运行后，真空泵运行，，之后再 “电磁阀开”按钮（选择几号水泵对应几号电磁阀）同时注水电磁阀打开，进行排真空，当真空达到一定程度时（和水位有关）“1#泵负压显示”指示灯亮，这时按“1#水泵启动”按钮，启动1#水泵，当水压达到一定程度时（程序设定）“1#正压显示”指示灯亮，按“闸阀打开”按钮，打开1#闸阀，闸阀开到位后指示灯亮，电流显示正常排水成功。此时可先关闭电磁阀，再关闭真空泵。排水完毕后先按“闸阀关闭”按钮，关闭闸阀，闸阀关闭到位后指示灯亮，再按“水泵停止”按钮，停止水泵电动机运行，排水完毕按下“1#水泵禁起”按钮。防止有误操作。

3、自动方式

以1#泵系统为例，。当需要开1#水泵排水时，将“1#水泵禁起”开关按顺时针旋起（箭头指示方向），水泵选择开关选择1＃泵，“自动/手动”转换开关转换到自动位置，“地面/井下”转换开关转换到井下位置， “1#运行/备用/检修”转换开关转换到运行位置。选择你的射流方式，如选择则真空泵则“1＃/2#真空泵”选择想使用的真空泵，此时可按住“自动启动”按钮5秒以上后水泵将自动完成手动操作启动水泵的全过程，排水完毕后按“自动停止”按钮水泵自动完成手动操作停止水泵的全过程。当“地面/井下”转换开关转换到地面位置时，通过计算机界面上进行操作，鼠标点击投入想使用的真空泵，此时监控画面出现“允许操作”方可进行自动启动，在水泵画面里面按对应水泵“启动”按钮5秒以上即可启动水泵，按“停止”按钮即可停止水泵

4、水泵全自动运行

首先在监控界面选择好真空泵，同自动方式，选择好相应转换开关，系统将按以下方式全自动运行：当1＃水仓高水位时， 1＃水泵将自动启动，此情况持续时间大于20分钟时，2＃水泵将自动启动，当1＃水仓低水位1＃，2＃泵将自动停止。2＃水仓水位用于控制3＃启动方式同1＃，2＃水泵，这其中3台水泵即使同时处于启动条件，也不会同时启动，系统将会逐个启动水泵。

当系统出现故障时（显示屏故障画面有显示），按故障复位钮复位故障后才可重新启动。

研究方法：本系统的设计从我矿的实际情况出发，用科学理论作指导，经过主管部门论证，切实可行，同时针对五采区出水量大的特点，选择3台大功率电动机，同时设置相应的辅助设施，保证矿井的安全。为保证设备的安全运行采用就地和远程控制相结合，即能在井下泵房开停设备也可在地面实现远程控制。

主要创新：本系统的创新主要体现在以下下几方面，本系统可实现多地点开停设备，在五采泵房可使用手动、自动、检修方式开停，在地面污水处理站可用井上方式自动开停设备。设备的各种运行参数都可在上位机上进行监控，对于严重事故可实现闭锁，进一步保证了设备的安全。多地点开停设备主要是为防止出水量大的情况下人员需要撤离时，关闭好防水闸门可以实现设备的不间断运行，为矿井的安全提供保证。为减小大功率电动机启动时对电网电压的影响采用先进的软启动装置，提高了供电质量，保证了全矿井的供电安全。就地控制箱与集控PLC之间通过profibus通信电缆连接，减少了外部接线，节约了成本，降低了故障率。通过井上下千兆光纤（工业以太网）环网与上位机进行通信，不需再单独辐射线路，进一步完善了矿山数字化，真正实现了数字化矿山。

该自动化系统自使用以来运行良好，达到预期理想效果，在技术方面，采用远程通信技术解决了多地点监测监控难的问题，实现了操作工远程一键式开停。在少增加新设备的基础上就可实现目标监控。同时让岗位工从吵杂的工作环境中解放出来，保证了工人的身心健康。系统建设前期投入不大，但系统的稳定性和智能性得到了很大得到提高。从人力、物力、财力的投入和产出的对比来看，能够达到较高的经济指标。同时解决了矿井水危害的威胁，能够满足我矿排水任务的需要，达到了预期理想效果。该系统各种保护齐全，动作灵敏安全可靠，且维护量不大，降低了工人体力劳动强度。采用新型传感器技术大大提高了设备运行安全系数，同时降低了工人工作过程中由于人的因素引起的设备的不安全。自动化系统的实现让操作工从繁琐的工作中脱离出来，远距离开停设备，是操作工远离了危险的工作环境，为人身安全提供了更好的保障。

参考文献：

[1] 赵孟，朱文军，韩小庆，浅谈矿井排水自动化监控系统的应用[J]，山东煤炭科技，2010（15）.