矿井排水自动化控制系统研究与应用.pdf

【矿井排水自动化控制系统研究与应用】 矿井排水自动化控制系统是现代煤矿生产中不可或缺的关键环节，旨在提高作业安全性、效率和智能化水平。传统的矿井排水作业依赖人工操作，容易受到人员责任心和技术水平的影响，且无法根据井下实时排水量进行自动调节，可能导致作业强度增加、风险升高以及成本增加。因此，采用现代化技术对矿井排水系统进行自动化改造至关重要。 本文以A矿为例，其设计生产能力为3.0×10^5 t/a，主采3#和5#煤层，其中3#煤层涌水量较大，最高可达300 m3/h。为应对大量涌水，采取分段式集中排水，但在初期设计中并未配备远程控制装置，导致操作难度大，安全风险高。为解决这一问题，A矿采用PLC（可编程逻辑控制器）控制技术，实现远程监控和操作主排水泵，以提升工作效率和安全性。 PLC集控系统的功能主要包括： 1. **控制功能**：通过PLC程序设计，实现排水作业的自动化控制，根据需要启动或停止水泵。 2. **故障诊断功能**：通过对电流、电压、温度等数据的实时监测，系统可以诊断排水泵的工作状态，提前发现并预警潜在问题。 3. **参数显示**：通过人机界面，实时显示水泵运行的关键参数，如排水量、电机温度、管道压力等，便于技术人员监控。 4. **通信与监控功能**：利用全矿光纤通信网络，实现井下排水泵与地面控制中心的远程通信和数据交换，实现全方位监控。 系统架构层次包括3层： 1. **地面监控设备层**：包含工况机、工业电视系统和监控组态软件，通过光纤网络连接井下设备，采集并传输井下作业数据。 2. **通信与逻辑层**：作为系统核心，负责数据处理和通信逻辑，对井下主排水泵的PLC组件进行控制和监控。 3. **设备层**：包括井下的PLC控制组件和排水泵等设备，执行控制指令，完成实际排水任务。 通过PLC集控系统的设计与应用，A矿成功提升了排水作业的质量，减少了作业强度，增强了安全性和智能化程度，对整体生产效益的提高起到了积极促进作用。该案例表明，采用自动化控制技术对矿井排水系统进行升级是煤矿现代化发展的必然趋势，有助于保障矿井的安全生产和经济效益。