简析自动化排水控制系统在煤矿中的应用

简析自动化排水控制系统在煤矿中的应用

张晓军

（平煤股份四矿河南省平顶山市467000）

摘要：自改革开放以来，我国一直坚持可持续发展，积极发展新能源，但是煤矿生产却一直存在于我们的生产生活中。在煤矿生产中，最重要的工作系统是煤矿的井下排水系统，该系统不仅能处理污水，避免环境被污染；而且井下排水系统可以通过矿井排水设备进行自动化的控制，以此来实现节能减耗的目的。因此，我们可以通过分析该自动化排水控制系统在煤矿生产中的应用，改善煤矿生产的生产效益，提高煤矿生产的经济利益。

关键词：自动化；排水系统；煤矿生产；应用研究

改革开放以来，经济在不断的蓬勃发展，煤矿生产的规模也在逐渐增大。为了提高煤矿生产中的生产效益与生产效率，企业对于煤矿生产中技术的要求越来越高。为了改善矿场周边的环境，降低煤矿生产的人力投入，提高生产的效率，自动化控制技术被引进煤矿生产中，其中最主要的是应用于煤矿的排水系统中。

一、自动化排水控制系统的概述

（一）自动化排水控制系统的概念

自动化排水系统的基本原理是电气自动化控制技术，利用控制计算机与企业网络联接接口，可以减少人力的使用，实现无人操作，即自动控制。煤矿中的自动化排水控制系统主要完成包括水位控制,水泵控制、故障检测等一系列的控制任务。

（二）自动化排水控制系统的特点

1.可以实现无人操作，由计算机去控制水泵的开停以及水位的高度；2.有相应的过载、负压、超温等的报警功能，可以减少事故的发生提高煤矿生产的安全性；3.可以实现数据的及时性，便于指挥；4.由于无人操作，只由电脑控制，可以实施全方位监控，便于远程控制；5.工作方式多样化，有“地面远控”、“本地自动控制”、“本地手动控制”等方式；6.计算机界面显示的内容形象、简单；7.可以根据实际情况随时编写程序，尽可能的改善运行程序，增大效益。

二、煤矿排水系统的现状

尽管电气自动化控制技术已经被引入到煤矿生产中来，但是就目前而言，我国大部分的煤矿排水系统依旧是以人工操作为主，这也就导致了在煤矿生产中仍然存在很多问题：

（一）效率过低：由于煤矿的排水系统依旧是人工操作，所以大部分的事情仍然由人力来完成，例如水泵水位的测量、各种运行参数的记录以及设备的运行与停止等等。这些作业的操作复杂，过程繁琐，耗费的时间多，使得整个作业完成的效率低下。

（二）可靠性差：在煤矿生产的排水系统中，很多情况下无法看到水泵中的情况，大部分的数据可能需要根据员工的经验来获得。这样得到的数据缺乏科学性和真实性，一旦有所差错很容易造成事故的发生。

（三）劳动强度大：人工操作最大的弊端就是无法避免高强度的工作，特别是关于水泵闸阀的开合，不仅劳动量大，还需要随时有值班人员的看守，费时费力。

因此，对于自动化排水控制系统的应用是很有必要的，自动化的控制技术可以使人力得到解放，计算机精确的控制可以使设备始终处于最佳状态，提高了工作效率，还可以增大企业效益。

三、自动化排水控制系统在煤矿生产中的应用

（一）自动化排水控制系统的控制要求

自动控制不仅要求可以进行无人操作，还要求可以实现远程开停、复位、测试、编程等功能，同时，在煤矿生产中，自动化排水控制系统还要求系统有自动、手动、检修、远程四种控制方式。

1.自动控制功能

系统根据水仓中的水位，对水泵以及阀门的开关进行自动控制；还可以根据温度、时间、流量、压力等参数判断系统运行的正常与否，若有故障及时发出警报。

2.手动控制功能

虽然自动化排水系统实现了无人操作，但是并不代表工人不能进行手动的控制。根据自动化系统传输到终端电脑的实时数据，工人可以随时对水泵进行开闭的控制，以此来满足生产的实际需求。

3.检修控制功能

虽然计算机的自动控制将各个设备绑定到一起，但是当某一个环节出现故障时，检修人员仍然可以通过电脑控制随时解除某几个设备之间的相互闭锁关系。

4.远程控制功能

远程控制意味着工作人员不必时时刻刻守在水泵前，而是可以通过计算机传过来的数据在终端处或者控制中心进行远程的监控以及控制。

（二）关于上位机监控组态程序的设计

根据煤矿生产的实际需要，在组态软件的基础上开发适合于自动化排水控制系统的组态程序，从而组成了整个排水处理系统的上位机监控系统。该套上位机监控组态具有操作简单、高可靠性、高实时性的特点。对于上位机的监控组态程序设计，主要包括以下内容：在上位机上对系统中的所有设备都能实现操作与控制；在上位机上可以实现参数的显示功能、数据报表功能以及根据参数实现报警功能。

（三）自动控制系统的软件控制策略

软件控制策略是实现自动化控制的最基础的条件，还是保证安全生产、提高生产效率的强有力的保障。自动化控制系统的软件控制策略主要由以下几个方面：对于单台水泵的控制策略；对于多台水泵的自动投入以及主备切换的控制策略；对于出水管路自动切换的控制策略；采用避峰填谷原则的控制策略。

四、自动化排水控制系统存在的问题

尽管自动化控制系统大大缩减了人力的使用，提高了工作效率，但是在一定程度上，煤矿生产中的自动化排水控制系统仍然存在着以下问题：

（一）传感器不够完善

因为自动化控制技术代替了人类完成井下相关系统的操作以及有关参数的测量。但是毕竟计算机无法真正取代人类的作用，最主要的一点表现在传感器身上。传感器技术的先进始终代替不了人的感官问题，所以在煤矿井下的震动、盘根、轴承监测的传感器始终不够稳定，不能达到理想的要求。

（二）执行机构存在漏洞

在煤矿生产中，井下自动化排水控制系统的执行机构主要有两个方面，一是电动机，二是各类的电动阀门。在整个自动化排水控制系统中，抽真空环节中需要挑选到合适，即稳定、耐用、高质量的阀门来完成后续环节。

五、结语

电气自动化控制技术不仅改变了煤矿生产周边的环境，同时还提高了煤矿生产的效率。尤其是自动化排水控制系统的应用，在减轻员工劳动力强度的同时，还能降低安全事故的发生，为煤矿生产的安全生产提供一定程度上的保障。

参考文献

[1]李世光•煤矿井下主排水系统的监控设计[J]•煤矿机械•2015（7）[2]邓先明•基于以太网的煤矿排水自动化控制系统[J]•自动化•2014