煤矿井下中央水泵房自动化排水系统优化的探讨

李传昊

（内蒙古上海庙矿业有限责任公司新上海一号煤矿，内蒙古 鄂尔多斯016200）

1 引言

矿井井下作业能否正常运行和排水系统有着密切的联系，在排水系统运作过程中能有效地解决井下涌水、高峰期井下涌水以及渗透事故等现象。良好的中央水泵房自动化排水系统，能有效地保证井下作业顺利实施。结合我国矿井中央水泵房排水系统存在的问题，提出优化改进措施具有至关重要的意义。

2 矿井简述

陕西某煤矿建于1986年，在1993年正式生产，生产能力为80 万t/a，经过一系列的分析，该煤矿井塌的水文地质类型是中等类型，含水层为奥灰。近年来，随着煤炭资源日益紧缺，在开采过程中由于开采力度较大，使得矿井的涌水量日益增多，这样排水系统在日常作业过程中存在一系列的难题，2014-2018年该矿井的涌水量如表1所示。

表1 2014-2018年该矿井的涌水量分析

3 煤矿井排水存在的问题

3.1 启动装置距离远

该矿井排水系统在使用过程中，由于水泵锯电机，启动装置距离胶原在中间环节有不同的内容，开停需要很多工人才可以完成，运作效率不高，存在一定安全隐患。

3.2 水泵排水问题

在水泵排水过程中，不能及时地对水仓、水位等各设备的运作情况进行检查，如果发生故障，不能在第一时间进行抢救。

3.3 排水控制技术落后

目前，该矿井在排水系统使用过程中没有使用自动化排水技术，仍然使用传统的继电器控制排水系统，目前，随着煤矿开采含量的日益增加，满足不了基本的排水需求，无法对透水事故采取有效的应对措施。

3.4 人工操作

通常情况下，排水系统在工作过程中过度地依靠人工操作，不能针对涌水、渗透现象采取有效的解决方案。

4 煤矿井中央水泵房自动化排水系统优化

4.1 系统优化原则

目前，在自动化排水系统使用过程中，必须考虑到中央水泵房水仓、水位的实际情况，然后才可以对各项指令进行分析，全面地对水泵排水系统进行控制。在进行系统设计过程中，要严格地按照系统优化原则，在进行中央水泵房排水自动化设计过程中，要考虑到数目、性能，才能全面提高排水效率，才能在最大范围内节约用电，减少不必要的人工成本。此外，在进行自动报警模式安装过程中，需要准确地找到故障发生位置，及时修复。为了保证矿井作业的正常进行，不会对井下环境产生消极影响，在进行中央水泵房自动化排水系统安装过程中，还要考虑到机器的使用寿命，必须对电机设备进行定期维护，强化系统应对风险的能力，保证矿井施工的顺利进行[1]。

4.2 地面控制中心优化

在排水系统优化过程中，要考虑到水仓的水位系统设置以及运作情况，做好系统控制中心的指令工作。针对发出的指令，可以通过传感器进行确定，进而进入系统控制中心。

根据以上系统分析，控制分站是整个系统中至关重要的环节。在进行地面操作控制过程中，可以使用以下三种方式：首先，可以进行井下自动方式，在监控分站运作过程中，可以使用PLC 自动化系统接收来自井底的各种信息，通过编程能有效地对水泵开停情况进行全面控制；其次，可以使用井下手动方式，为了满足特殊的工作要求，需要保留原有的工作模式，在地面控制中心加装控制按钮；最后，实现远程控制，根据实际信息对水泵进行直接操纵，从而对中央水泵房进行远程控制。

4.3 控制箱优化

中央水泵房自动化排水系统在控制箱优化过程中，需要使用PLC 控制系统，对传感器传输的信息进行全方位的控制，将实际情况传输到地面。在最大范围内保证控制箱的安全性，为了提高控制箱的安全性，可以使用以太网交换机，将其作为数据的光端机，传至地面进行控制[2]。

4.4 系统运作和转换

在系统运转过程中，使用PLC 进行分站控制，对水仓水位、水口压力、电流、电压各项情况进行分析，掌握水泵的开停信号，进而实现地面参数控制。与此同时，在PLC 控制器使用过程中，还能有效地对排水流量温度进行检测，使其满足各项指标的规范，传感器监测过程中能有效地对水泵、吸水管进行控制，将其转化为电信号，实现整个地面信息控制系统的管控工作[3]。

5 结语

综上所述，现阶段在煤矿井中央水泵房自动化排水系统优化过程中，应该加大控制箱、地面控制中心等关键系统的优化工作，全面提高应急抗灾能力。