煤矿井下排水自动监控系统的设计.pdf
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1、2 0 1 1 年第 1 0 期 中州煤炭 总第 1 9 0期 煤矿 井下排水 自动 监控 系 统 的设计 胡 江浦 ( 1 河 南理工 大学 电气工程 与 自动化学院 , 河南 焦作4 5 4 0 0 3 ; 2 河 南大有能 源股份有 限公 司 常村 煤矿 , 河南 义马4 7 2 3 0 2 ) 摘要 : 针对煤矿 井下排水系统不够完善 以及 电能消耗 大等 问题 , 设计 了一种基 于单片机处理 的 、 根 据各种 传 感器所采集到的数据控制交流 电机 的开停来 带动水 泵运行 的排水 系统 。该 系统 主要包括 C P U控制单元 和 监控系统 , 可实现水仓水位 、 排水管路流 量
2、、 电机温度 、 电路 负荷 电压 等数据 的实时监测监 控及报警 显示 、 水 泵 自动启停 , 闸 、 阀 自动开关等功能 。该 系统启用 后, 可 实现泵房 无人值 守。 关键 词 : 煤矿 ; 井下排水 系统 ; 自动监控系统 ; 单 片机 中图分类号 : T D 7 6 文献标识码 : B 文章 编号 : 1 0 0 3 0 5 0 6 ( 2 0 1 1 ) 1 0 0 0 2 7一 O 3 常村煤矿 自1 9 7 9年 以来 , 曾经先后发生顶板突 水 6次 , 最 大 突水 量 为 2 5 9 m h 。如 果 不能 及 时将 各种 途径 流入 矿 井 的积 水 排 送 到 井
3、 上 , 可 能 对 煤矿 井下 的安 全 生产 造 成 阻碍 , 在 井下 作 业 的职 工 人 身 安全得不到保 障, 严重者可能造成重大事 故。常村 煤 矿 原有 的煤 矿 井 下排 水 系统 控 制 的 主 观性 过 强 , 不能 满 足 当前 矿 井 现代 化 发 展 的要 求 , 且 增 加 了煤 矿 的运 营成本 , 存 在一 定 的安全 隐 患 , 甚 至严 重影 响 到井 下泵 房 的技 术 管理 水 平 、 节 能降 耗 以及 安 全 生 产等 综合 水平 的提高 。 鉴 于 以上 情 况 , 常 村 煤 矿对 井 下 排水 系统 进行 了 自动 化改造 , 设 计 了一
4、种基 于单 片机处 理 的 、 根 据 各种传感器采集数据控制交流电机的开停控制水泵 运行 的排 水 系统 。 1 原排水 系统概 况 常村 煤 矿 井 下 原排 水 总 系 统结 构 如 图 1所 示 。 矿井 最深 处 的南 风井泵 房将 矿井 最底 部 流入 巷道 和 工作 面 的 水抽 送 到 2 1延 伸 水仓 , 2 l延 伸泵 房 将 2 1 延伸 水仓 的水 分 别抽送 到 2 1 底 部水仓 和 1 1 0水仓 , 2 1 底部泵房将 2 1底部水仓 的水抽送 到 J 1 0水仓 , 1 1 0泵房 将 1 1 0泵 房水 仓 的水 分 别 抽送 到排 矸 井 和 3 4 0
5、回风 巷水 仓 , 3 2 0泵 房和 3 3 0泵 房将 3 4 0回风 巷 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 6一 O 7 作者 简介 : 胡江浦 ( 1 9 8 5 一 ) , 男 , 河 南 禹州人 , 助 理工 程师 , 2 0 0 8年 毕业 于河 南理工大学 , 河南理工大学工程硕 士在读 , 从事矿 山机 电工 作 , 现 任常村煤矿机电一队副队长。 水仓 的水抽 排 到地 面后顺 排水 渠排走 。 常村煤 矿井 下 6个 泵 房 由人 工 观察水 仓水 位从 而 操作 水泵 的开停 , 以 达 到及 时完 成 矿 井排 水 。这 种 排水 系统 完 全依赖 于 工人 的实
6、际经验 和 已有 的操 作 规程 来 控 制 水 泵 机 组 的启 动 以 及 闸 阀 的开 关 过 程 。 因此 主要存 在 以下 问题 : 图 1 原 排 水 系 统 结构 泵 房水仓 ( 1 ) 由 于 不 同 操 作 人 员 的 经 验 和 操 作 习 惯 不 同 , 水 泵开 停 的操作 流程 及水 位点 的选择 不规 范 , 不 能 对每 台水 泵进 行合 理均 衡利 用 。 ( 2 ) 每 台水 泵 启 动 时 间 较 长 , 所 以发 生 涌 流 等 紧急情况时无法及时判断并处理。对操作人员的实 际操作要求太高 , 操作工序繁琐, 某些部件因频繁使 用 不 当还容 易 导致损
7、耗 。 ( 3 ) 每个泵房 2 4 h都需要人员值守 , 浪费人力 资 源 , 职工 的劳 动强 度过 高 。 ( 4 ) 调 度 中 心无 法 及 时 了解 泵 房 准 确 情 况 , 存 27 2 0 1 1 年第 1 0 期 中州煤炭 总第 1 9 0 期 在一 定 的安全 隐患 。 ( 5 ) 设备维护没有准确可靠 的历史数据可供参 考 , 仅靠人 工 记录 开停 时 间这 些 简单 的数 据 不 能 满 足安 全生 产 的需要 。 2新 系统设计思路 新设 计 的系统 主要 包 括 2部 分 : C P U控 制 单 元 和监 控 系统 。新 系统 应 能 够 实 现对 水 仓 水
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