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矿山井下排水系统自动化控制分析

在矿山生产系统中，矿山排水系统的重要性不言而喻，将矿井的涌水

排到地面，保证井下作业安全生产，是排水系统的主要作用。但就当前实际情况

来看，部分矿山企业排水系统依然以人工操作方式为主，无法实现自动化控制。

因此，对此项课题进行分析，具有十分重要的意义。

1井下排水系统自动控制的优势分析

1.1稳定性和可靠性高相比传统人工操作模式，井下排水系统自动化

控制模式通常为三种，分别是远程控制、自动控制和本地控制，操作人员可根据

具体需求，选择不同的控制模式，在确保水泵安全的基础上，减轻工作量。比如：

操作人员如果发现远程控制模式被阻断，可以将控制模式由远程控制切换为本地

控制，保证井下排水的可靠性，并且系统在监测到异常情况后发出报警信号。

1.2有利于成本控制目前，光纤环网通信技术是矿山井下排水系统自

动化控制所应用的网络通信技术，这项技术的应用，有助于信息数据提高传输速

率，与总线传输模式相比，具有传输质量高的优势。再加上VC.net编程技术

在PLC模块中的应用，使自动化控制操作更加简单。此外，PLC模块还能重复

利用和开发系统，有利于增强成本控制的效果[1]。

1.3能够监测多种技术参数矿山井下排水系统自动化控制的实现，能

够对多种技术参数进行监控，这些参数分别是泵房水舱液位、压力、流量、电流

等。在监控的同时，还能控制异常参数，同时以数据信息汇总为手段，反映和传

输参数，如果发现异常参数系统会及时报警，最终实现保护排水系统运行稳定性

的目的。

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2排水自动化系统结构分析

某煤矿井所处环境较为复杂，涌水量较大，在查阅资料后得知，在正常

情况下，矿井日均涌水量为1.5万m3，但是在特殊情况下，矿井日均涌水量

可达1.96万m3以上。为确保煤矿开采作业的安全，该煤矿应用了排水自动

化系统，系统主要由地面自动控制中心和线路、泵房监控单元、语音报警和视频

监控等部分组成，各部分功能如图1所示。

2.1地面自动化控制中心和线路地面监控中心和线路是井下排水自动

化系统的重要组成部分，前者主要是指将监控站设置到控制中心，通过监控站监

视和控制泵房设施，这些设施分别是不间断电源、显示器和报警设备。而线路的

功能为数据传输，控制中心会通过线路传输各种数据。

2.2泵房监控单元泵房监控单元的组成部分包括监控分站、传感器和

信号采集装置，在井下控制通信中，主控站属于核心，起到的作用为传递和交互

地面控制中心信息，与此同时，还能有效监控分站信息，从而为工作人员掌握系

统运行情况，创造有利的条件。考虑到部分中央泵房系统具有控制需求，因此，

煤矿企业将微机综合保护器应用到电控柜之中，相比传统手动控制系统，自动化

系统的控制单元更加丰富，具体表现为各泵房都会设置通信主站，水泵也会设置

分站，这种监控主站在作为设备控制单元的同时，还能接收地面控制中心的指令

要求，控制水泵设备做出动作。

2.3语音预警在矿山井下排水自动化系统中，语音报警属于重要的系

统功能，其中，地面控制中心和泵房语音报警共同构成了语音预警功能，前者的

语音预警范围远大于后者，语音预警需要以泵房实际情况作为依据，并对可能会

发生的异常情况进行预测，提前制定预警内容[2]。

3矿山井下排水自动化系统的设计和控制方式

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3.1矿山井下排水自动化系统的设计主控设备和系统数据是矿山井下

排水自动化系统设计的主要内容。首先是主控设备，在查阅资料后得知，分布式

结构是自动化系统的主要结构类型，煤矿企业在设计主控设备时，将矿用隔爆可

编程主控站和矿用本安型集中控制操作台设置到泵房之中，最终实现集中控制泵

房设备的目标。与此同时，泵房中的全部设备都要设置本安综合接入网关，同时

将工程师站、监控系统和设备设置到地面，通过这种设计，实时展示系统中的各

项参数，为系统及时发现故障点，并进行语音预警创造有利的条件，并且，系统

还能自动保存记录，便于后续使用。其次是系统数据，