杨殿明?秦龙?韩少根

摘 要：矿井主排水系统在矿井生产及突发水情响应中发挥至关重要作用，伴随矿井服务年限的增加井下采区水仓分布的改变对于主排水系统的稳定运行提出了更高要求。依据本矿井实际排水情况及原有水泵运行状态综合测评，决定引入水泵房智能PLC、远程、集中控制系统进行电气化升级改造。成功并入现代化矿井集中调度管理平台。

关键词：电气化智能PLC控制;远程集控;减员提效

1 概况

1.1 主排水系统概况：

大兴矿副井下布置有内、外并列双水仓共同构成矿井集中水仓，仓容量分别为593立方米和773立方米，合计1366立方米。采用3台MD280-80×10水泵，扬程为720m、吸水口250mm、排水为150mm。 与ZB60-24电控阀门联控向地面排水。

2 远程智能集控电气系统

2.1 智能电气系统

系统功能有数据自动采集、泵阀自动控制、系统自动控制、动态显示及故障记录报警等部分组成。数据自动采集和检测  为两类，通过PLC的进行读取。模拟量检测：电压、电流、水仓水位、出水管流量、水泵温度、水泵吸水管真空度。数字量检测：水泵的工作状态（工作、备用或者检修状态）、水泵的起、停状态、电动闸阀的工作状态和启闭位置、液位开关的状态。电机温度、流量计等传感器与变送器，主要用于检测水泵、电机的运行状况，超限、报警。PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为数据处理的条件和依据，控制水泵的启停。

ZB60-24泵阀控制整个系统要求达到设计的预期目的，阀门的控制是关键，系统的主控部件采用电动闸阀。所有阀门可以通过PLC控制箱、水泵综合自动控制箱进行开关控制。若电动闸阀打开后一定时间内水泵压力未达到设定值，系统应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水泵，停止水泵电机。

3 水泵房双回路布局

3.1 水位及水泵双回路

水仓水位监控由综合控制箱与PLC结合实现水位自动监控，系统可根据水位的高低准确地发出开、停水泵指令。水泵控制系统主要由两部分组成：监视、控制部分和排水控制部分。水泵运行  当水位达到高位时，立即起动;当水位继续上升至高位极限水位时，系统根据诊断结果，起动备用水泵，以最大的排水能力来排除水仓内的水。井上监视、控制部分采用上位机控制，用于实现水泵控制系统的地面监控与井下的数据传输、并配有软件操作系统，用于实现离心式水泵的排水控制与监控，实现信息的共享。各监控系统实时采集生产工况参数，可以采用图形、报表的形式显示系统的实时工况。在服务器中建立综合历史数据库，定时将水泵控制站的运行时间、水仓水位、流量等数据存入数据库中，便于统一管理，更好的利用峰谷电差价降低生产成本，设定不同的使用权限，各司其职。

4 经济效益分析

改造前人工驻守运行模式用工费用支出4000元/每人单月=16000元全年192000元×40年=7680000元。日常耗电支出开机运行随意性强，峰时段电价为：1.2893元。改造后自动运行模式项目占全年技改项目投入5%。原驻守人员调整至新岗位、本岗位人工支出降为0元，同时补足其他用工岗位。平时段电价为：0.8731元、谷时段电价为0.4570元单位电价分别相差0.4162元和0.8323元。水位传感器报警可延迟开机24小时内可减少30分钟运行时间。通过该项目的技改投入矿井剩余服务年限以40年情况计算将为公司结余开支700余万元。

5 主要結论

传统企业在改革创新的道路上要有所作为，对原有生产、运输、服务系统进行电气化智能升级改造是必由之路。与矿井水处理系统的并网运行将有效降低空载开机率，科学调控废水处理能力，达到矿井生产用水闭环管理，大幅降低能耗与人力资源投入，为实现“绿色矿山”发展目标夯实了科技基础。

参考文献：

[1] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].煤炭工业出版社，2011.

[2] 张成春.矿井排水节能对策研究[J].科技创新与应用，2015，（17）.120.

[3] 汤中于，冯杰，夏双.矿山主排水安全预警控制系统的研制[J].煤矿机械，2017，（5）.29-31.

[4] 寇彦飞，杨洁明，寇子明.基于安全节能的矿井自动化排水控制系统设计[J].煤炭工程，2016，（1）.31-34.

[5]   邹青春.PLC计算机远程监控系统在井下主排水泵系统中的应用[J].煤矿机械，2014，（5）.218-219.

作者简介：杨殿明（1984年、03月），性别 男，职称 工程师。2008年毕业于辽宁工程技术大学矿山机电专业，现在大兴矿从事安全管理工作。