摘 要：随着我国社会生产力水平的提升，经济步伐的推进，我国的煤矿事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。在煤矿生产过程中，排水也是一项非常重要的工作，其排水系统的流畅性以及自动性对于煤矿整体运行效果以及工作量的减少都具有重要的意义。文章就矿井主排水泵自动化控制系统的研究思路进行一定的研究。

关键词：矿井主排水;自动化;控制系统

一、 引言

矿井主排水系统是煤矿安全管理的重点，是煤矿生产成本管理中的耗能大户，如何实现矿井主排水泵安全、可靠、经济运行，是煤矿机电管理工作者研究的重要课题。传统的矿井主排水系统管理方式：安排大量人员专门上岗，设备运行的安全性和可靠性全部靠人把握，矿井本质安全程度低;矿井总体涌水计算、水泵排水工作情况依靠人为统计，很难做到调荷避峰;设备检查检修管理依靠人为感知和经验判断，检查检修滞后于生产需要。在国家科技兴安和节能减排的社会大环境下，实现矿井排水系统自动化控制尤为重要。当前，多数煤矿都在实施主排水系统自动化控制工程，相互之间实现的功能和可靠性方面都有很大的差异性。如何解决矿井主排水泵可靠性起动、选用一个什么样的方案、实现一个什么样的控制目标是实施矿井主排水系统自动化控制需要研究的问题。

二、 排水自动化设备启动原理

水泵开启时，系统先进行射流排真空，水泵达到真空后，真空压力表输出信号，系统接收到真空压力表的信号后将自动起动水泵电机，同时关闭射流泵真空管路及射流泵入水管路阀门，阀门关闭后打开水泵出水管路电动闸阀进行排水。若电动闸阀打开后一定时间内水泵压力未达到设定值（一般是因为水泵或上水管路漏气导致）系统将会自动停止水泵运行并关闭电动闸阀同时报警。当水仓水位达到低位时将先自动关闭排水管路电动闸阀，电动闸阀关闭到位后（若一定时间内未关到位则按故障方式停止）停止水泵电机。系统设置低限水位、高限水位、上限水位和危险水位四种水位线。当水位达到高限水位时，系统自动启动“运行泵”;达到上限水位时，系统自动启动下一个“运行泵”;达到危险水位时启动“备用泵”。水位低于上限水位时自动停止“备用泵”;低于高限水位时停止一个“运行泵”;当达到低位时自动停止另一个“运行泵”。其次，根据实际需要也可切换到手动控制方式。此方式下操作人员可通过手动控制按钮人工手动控制各台水泵电机的起停及各电动闸阀开关。当出现水位超限、开关故障、压力下降、流量下降等故障时系统将自动停止运行，并提示、报警。

三、 井下主排水自动化控制目标

可依据水仓水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，节能增效;可减少看护人员，并可充实设备维护检修队伍，提高维护质量，减少事故发生，变发生事故后的被动检修为主动的定期检修，提高设备的使用率，实现减人增效;可以保证煤矿的安全生产，改善工作环境，提高劳动生产率;可有效地保护水泵电机等设备，延长使用寿命，减少事故停机时间，提高排水能力;有效地提高突水、透水事故的应急处理能力，防止灾害的发生。

四、 自动化排水系统功能分析

数据采集功能需要控制系统通过安装在管道以及水泵上的传感器采集开关量和模拟量。不同传感器为控制系统提供不同的信号数据，控制系统通过安装在水泵电机上的开停传感器传输开停信号，控制电动机的开停状态，通过安装在水泵内的压力传感器监测水泵内部的压力情况，根据压力监测值控制水泵开停状态。在水泵开启之前要进行吸水管路的真空度，通过安装在吸水管路内的真空压力感应器监测管路内部的真空度，控制系统根据监测值控制电动机的开停状态。

信息管理功能。井下排水自动控制系统通过PLC的编程能够实现水位信号的自动收集和识别功能，根据实时收集的水位信号，通过既定的计算程序计算单位时间内不同水位段的水位上升速率，并且通过各个部位传感器采集的压力、流量、温度、电流、电压等数据，综合分析排水系统运行状况，并对各类数据信息进行集中管理和处理，同时还会对整个排水系统中各设备的运行参数进行实时的记录，供检修或故障检查时使用。

自动排水控制系统的控制功能可以分为远控、手动以及集控三种方式，采用手动的方式是在水泵房的几种控制平台上，操作人员根据实际情况控制每个水泵的开停顺序以及相关设备的工作情況。集控方式同样也是在水泵房的操作平台之上实现控制操作，但是控制系统会根据预先设定的开停水泵条件，决定水泵的开停状态。远控方式对于水泵及其关联设备的开停控制则是在上位机水泵监控界面上完成，系统可根据操作人员的配置设置控制权限。

故障诊断功能是自动控制系统通过各个感应器实现对于各个子系统运行状态的监测，查找运行故障。当系统根据水位监测情况开启水泵的时候，控制系统会在此之前提前启动射流泵或者是真空泵，对管路内的真空压力进行检测，当压力值符合开启要求时则开启水泵电动机，同时将真空管路的阀门关闭。如果在水泵开启之后的一段时间之内，排水管路压力监测情况不满足测定值要求时，这时控制系统就会关闭排水泵，并发出故障报警信号。

五、 结语

综上所述，在我国矿井生产的过程中，矿井主排水自动化控制系统具有积极的意义，需要我们充分的重视。

参考文献：

[1]张延昭.矿井主排水系统自动化控制的研究与实现[J].现代制造，2017（27）：37-38.

[2]肖雅丹，王占山.基于物联网的煤矿综合自动化控制系统研究[J].控制工程，2018，25（5）.

作者简介：张文，龙煤集团双鸭山矿业有限责任公司双阳煤矿。