煤矿井下智能排水控制系统的优化研究

巩卫国

（霍州煤电薛虎沟煤业，山西 河津 043302）

薛虎沟煤业位于河东煤田乡宁矿区，井田面积为4.061 6 km2，矿井正常涌水量10 m3/h，最大涌水量20 m³/h，水文地质类型为中等。在中央水仓安装两台BQS320-30×3-160 kW 防爆潜水电泵，沿主斜井敷设一趟Φ273 mm×22.7 mm 强排水管路至地面。由于开采过程中积水涌出量大，因此中央水仓内的排水泵处于长期运转状下，各个水泵之间的切换完全靠人工控制，造成水泵使用寿命差异性大，排水时间也是由人工根据井下积水情况进行控制，未按照“避峰就谷”的策略进行，导致了井下排水经济性差，系统的智能化程度低，无法满足紧急情况下的排水需求。

项目组提出了一种新的煤矿井下智能排水控制系统，该系统以PLC 控制单元为核心，针对现有排水系统的痛点问题设计了“避峰就谷”排水策略和多重防护策略，通过分析水位、排水时间和各个水泵的累计工作时间，自动对排水系统进行调整，实现了对排水系统智能、有序、经济性的自动控制。

1 智能排水控制系统

结合薛虎沟煤业排水系统的实际需求，井下智能排水控制系统整体结构如图1[1]。

图1 薛虎沟煤业智能排水控制系统框图

由图1 可知，该智能排水控制系统以PLC 控制为核心，主要包括就地控制箱、PLC 控制柜、数据通信系统及地面控制中心四个部分。就地控制箱主要是通过各类传感器设备对积水区域的水位情况进行监控，将监控信息进行分析后传递给PLC 控制柜，同时该模块还负责执行地面控制中心传递的调整控制指令，满足紧急情况下的远程控制需求。……