一. 概述

礦井排水系統(tǒng)承擔(dān)著排出井下涌水的重要任務(wù)，是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。排水系統(tǒng)各種設(shè)備能否安全、可靠、有效的運行，關(guān)系到整個礦井的生產(chǎn)與安全。

礦用自動排水裝置是根據(jù)煤礦井下的實際情況，在原來的設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行自動化改造，以使設(shè)備在無人職守的情況下自動運行和自我診斷的一套系統(tǒng)。通過工業(yè)計算機的決策控制，對設(shè)備的運行狀態(tài)、運行過程進(jìn)行自動檢測、自動控制，使設(shè)備達(dá)到最佳工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效地節(jié)約能源、降低勞動強度、降低運行成本和延長設(shè)備使用壽命等目的。

系統(tǒng)綜合了工業(yè)控制技術(shù)和現(xiàn)代軟件技術(shù)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并可與全煤礦綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，作為全煤礦自動化系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。

排水設(shè)備一般功率大，耗電量多，傳統(tǒng)排水只能靠人工手動控制泵的起停，無法利用排水設(shè)備與倉容，科學(xué)、合理的調(diào)度排水量與排水時間。因而傳統(tǒng)的礦井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生產(chǎn)成本高的缺點。

基于以上原因?qū)崿F(xiàn)礦井排水自動化控制和地面遠(yuǎn)程監(jiān)控：

第一：可依據(jù)水倉水位起停水泵，提高水泵有效利用率，大大降低生產(chǎn)成本。

第二：可減少看護(hù)人員，相應(yīng)減少工資投入，并可充實設(shè)備維護(hù)檢修隊伍，提高維護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變事故發(fā)生后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設(shè)備的使用率。

第三：可以保證安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率。

第四：可有效的保護(hù)水泵電機等設(shè)備。延長使用壽命，減少事故停機時間，提高排水能力。

第五：通過調(diào)整開停時間避開電力負(fù)荷高峰期，有效地削峰填谷，節(jié)約電費開支。

二. 設(shè)計依據(jù)與選型原則

1. 設(shè)計依據(jù)

GB3836.1-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備  第1部分：通用要求

GB3836.4-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備  第4部分：本質(zhì)安全型“i”

GB50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

GB50040-1996 動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

GB50054-1995 低壓配電設(shè)計規(guī)范

GB50055-1993 通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范

GB50093-2002 自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范

GB50215-2005 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范

GB50451-2008 煤礦井下排水泵站及排水管路設(shè)計規(guī)范

GBJ42-1981 工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計規(guī)范

GB/T13729-2002 遠(yuǎn)程終端設(shè)備

GB/T13926.2～4-1992 工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性

AQ6201-2006 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求

MT209-1990 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求

MT/T772-1998 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測試方法

MT/T1008-2006 煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求

煤礦安全規(guī)程 （2010年版）

2. 選型原則

2.1符合《煤礦安全規(guī)程》第四百四十四條“井下電器設(shè)備選用規(guī)定”。所有設(shè)備最低配置為“礦用一般型”設(shè)備，優(yōu)先選用本安型設(shè)備和防爆設(shè)備。

2.2符合煤安監(jiān)技裝字[2001]109號“關(guān)于公布執(zhí)行安全標(biāo)志管理的煤礦礦用產(chǎn)品目錄（第一批）的通知”、所有設(shè)備應(yīng)有“安標(biāo)”。

2.3選用可靠性高、智能型、先進(jìn)性、可擴(kuò)展型、兼容性強的設(shè)備。

2.4選用布線簡單的設(shè)備。

2.5系統(tǒng)所選設(shè)備在工作安全可靠、實用的前提下，還要充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性。

2.6系統(tǒng)的硬件設(shè)計要充分考慮到將來擴(kuò)充的需要，控制器的選用要留有足夠的余量。

2.7系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口要配置完善，為將來集成其他采區(qū)泵房子系統(tǒng)或接入礦井信息化系統(tǒng)預(yù)留接口。

三. 系統(tǒng)組成及工作原理

1. 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)為主排水自動控制系統(tǒng)，利用工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，將主排水自動控制系統(tǒng)就近原則的接入到礦井工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)中（需要礦方事先預(yù)留接口），最終可以在全礦礦井綜合自動化調(diào)度集成平臺對水泵的運行工況進(jìn)行監(jiān)測并可以遠(yuǎn)程控制。

工程建設(shè)要求最終能夠達(dá)到減人提效，集中監(jiān)測、監(jiān)控礦井排水系統(tǒng)的工序節(jié)點，可靈活地設(shè)置監(jiān)控模式，并可進(jìn)行實時的高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，方便存儲數(shù)據(jù)和檢索歷史數(shù)據(jù)。

放置一臺KXJ660礦用隔爆兼本安型可編程控制箱，用于完成正壓、負(fù)壓、溫度、流量的模擬量采集；完成閘閥開到位、關(guān)到位、電機運行狀態(tài)等開關(guān)量的采集；完成閘閥開、關(guān)，球閥開、關(guān)，電機開啟、關(guān)閉等控制設(shè)備的執(zhí)行。

數(shù)據(jù)采集由PLC自動實現(xiàn)，PLC輸入模塊經(jīng)過各種傳感器將開關(guān)量信號采集變送至PLC中作為邏輯處理條件和依據(jù)。連續(xù)檢測水倉水位，將水位變化信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。檢測正壓、負(fù)壓、排水管路流量等、控制水泵啟、停。