煤礦井下中央水泵房自動化排水系統優化的探討

李傳昊

（內蒙古上海廟礦業有限責任公司新上海一號煤礦，內蒙古 鄂爾多斯016200）

1 引言

礦井井下作業能否正常運行和排水系統有著密切的聯系，在排水系統運作過程中能有效地解決井下涌水、高峰期井下涌水以及滲透事故等現象。良好的中央水泵房自動化排水系統，能有效地保證井下作業順利實施。結合我國礦井中央水泵房排水系統存在的問題，提出優化改進措施具有至關重要的意義。

2 礦井簡述

陜西某煤礦建于1986年，在1993年正式生產，生產能力為80 萬t/a，經過一系列的分析，該煤礦井塌的水文地質類型是中等類型，含水層為奧灰。近年來，隨著煤炭資源日益緊缺，在開采過程中由于開采力度較大，使得礦井的涌水量日益增多，這樣排水系統在日常作業過程中存在一系列的難題，2014-2018年該礦井的涌水量如表1所示。

表1 2014-2018年該礦井的涌水量分析

3 煤礦井排水存在的問題

3.1 啟動裝置距離遠

該礦井排水系統在使用過程中，由于水泵鋸電機，啟動裝置距離膠原在中間環節有不同的內容，開停需要很多工人才可以完成，運作效率不高，存在一定安全隱患。

3.2 水泵排水問題

在水泵排水過程中，不能及時地對水倉、水位等各設備的運作情況進行檢查，如果發生故障，不能在第一時間進行搶救。

3.3 排水控制技術落后

目前，該礦井在排水系統使用過程中沒有使用自動化排水技術，仍然使用傳統的繼電器控制排水系統，目前，隨著煤礦開采含量的日益增加，滿足不了基本的排水需求，無法對透水事故采取有效的應對措施。

3.4 人工操作

通常情況下，排水系統在工作過程中過度地依靠人工操作，不能針對涌水、滲透現象采取有效的解決方案。

4 煤礦井中央水泵房自動化排水系統優化

4.1 系統優化原則

目前，在自動化排水系統使用過程中，必須考慮到中央水泵房水倉、水位的實際情況，然后才可以對各項指令進行分析，全面地對水泵排水系統進行控制。在進行系統設計過程中，要嚴格地按照系統優化原則，在進行中央水泵房排水自動化設計過程中，要考慮到數目、性能，才能全面提高排水效率，才能在最大范圍內節約用電，減少不必要的人工成本。此外，在進行自動報警模式安裝過程中，需要準確地找到故障發生位置，及時修復。為了保證礦井作業的正常進行，不會對井下環境產生消極影響，在進行中央水泵房自動化排水系統安裝過程中，還要考慮到機器的使用壽命，必須對電機設備進行定期維護，強化系統應對風險的能力，保證礦井施工的順利進行[1]。

4.2 地面控制中心優化

在排水系統優化過程中，要考慮到水倉的水位系統設置以及運作情況，做好系統控制中心的指令工作。針對發出的指令，可以通過傳感器進行確定，進而進入系統控制中心。

根據以上系統分析，控制分站是整個系統中至關重要的環節。在進行地面操作控制過程中，可以使用以下三種方式：首先，可以進行井下自動方式，在監控分站運作過程中，可以使用PLC 自動化系統接收來自井底的各種信息，通過編程能有效地對水泵開停情況進行全面控制；其次，可以使用井下手動方式，為了滿足特殊的工作要求，需要保留原有的工作模式，在地面控制中心加裝控制按鈕；最后，實現遠程控制，根據實際信息對水泵進行直接操縱，從而對中央水泵房進行遠程控制。

4.3 控制箱優化

中央水泵房自動化排水系統在控制箱優化過程中，需要使用PLC 控制系統，對傳感器傳輸的信息進行全方位的控制，將實際情況傳輸到地面。在最大范圍內保證控制箱的安全性，為了提高控制箱的安全性，可以使用以太網交換機，將其作為數據的光端機，傳至地面進行控制[2]。

4.4 系統運作和轉換

在系統運轉過程中，使用PLC 進行分站控制，對水倉水位、水口壓力、電流、電壓各項情況進行分析，掌握水泵的開停信號，進而實現地面參數控制。與此同時，在PLC 控制器使用過程中，還能有效地對排水流量溫度進行檢測，使其滿足各項指標的規范，傳感器監測過程中能有效地對水泵、吸水管進行控制，將其轉化為電信號，實現整個地面信息控制系統的管控工作[3]。

5 結語

綜上所述，現階段在煤礦井中央水泵房自動化排水系統優化過程中，應該加大控制箱、地面控制中心等關鍵系統的優化工作，全面提高應急抗災能力。