一. 概述

矿井排水系统承担着排出井下涌水的重要任务，是保证矿井安全生产的关键环节。排水系统各种设备能否安全、可靠、有效的运行，关系到整个矿井的生产与安全。

矿用自动排水装置是根据煤矿井下的实际情况，在原来的设施基础上进行自动化改造，以使设备在无人职守的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。通过工业计算机的决策控制，对设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制，使设备达到最佳工作状态，从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的。

系统综合了工业控制技术和现代软件技术，保证了系统的稳定性和可靠性，并可与全煤矿综合自动化系统进行联网，作为全煤矿自动化系统的一个子系统。

排水设备一般功率大，耗电量多，传统排水只能靠人工手动控制泵的起停，无法利用排水设备与仓容，科学、合理的调度排水量与排水时间。因而传统的矿井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生产成本高的缺点。

基于以上原因实现矿井排水自动化控制和地面远程监控：

第一：可依据水仓水位起停水泵，提高水泵有效利用率，大大降低生产成本。

第二：可减少看护人员，相应减少工资投入，并可充实设备维护检修队伍，提高维护质量，减少事故发生，变事故发生后的被动检修为主动的定期检修，提高设备的使用率。

第三：可以保证安全生产，改善工作环境，提高劳动生产率。

第四：可有效的保护水泵电机等设备。延长使用寿命，减少事故停机时间，提高排水能力。

第五：通过调整开停时间避开电力负荷高峰期，有效地削峰填谷，节约电费开支。

二. 设计依据与选型原则

1. 设计依据

GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备  第1部分：通用要求

GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备  第4部分：本质安全型“i”

GB50017-2003 钢结构设计规范

GB50040-1996 动力机器基础设计规范

GB50054-1995 低压配电设计规范

GB50055-1993 通用用电设备配电设计规范

GB50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范

GB50215-2005 煤炭工业矿井设计规范

GB50451-2008 煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范

GBJ42-1981 工业企业通信设计规范

GB/T13729-2002 远程终端设备

GB/T13926.2～4-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性

AQ6201-2006 煤矿安全监控系统通用技术要求

MT209-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求

MT/T772-1998 煤矿安全监控系统主要性能测试方法

MT/T1008-2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求

煤矿安全规程 （2010年版）

2. 选型原则

2.1符合《煤矿安全规程》第四百四十四条“井下电器设备选用规定”。所有设备最低配置为“矿用一般型”设备，优先选用本安型设备和防爆设备。

2.2符合煤安监技装字[2001]109号“关于公布执行安全标志管理的煤矿矿用产品目录（第一批）的通知”、所有设备应有“安标”。

2.3选用可靠性高、智能型、先进性、可扩展型、兼容性强的设备。

2.4选用布线简单的设备。

2.5系统所选设备在工作安全可靠、实用的前提下，还要充分考虑技术的先进性。

2.6系统的硬件设计要充分考虑到将来扩充的需要，控制器的选用要留有足够的余量。

2.7系统的网络接口要配置完善，为将来集成其他采区泵房子系统或接入矿井信息化系统预留接口。

三. 系统组成及工作原理

1. 系统组成

本系统为主排水自动控制系统，利用工业以太网环网，将主排水自动控制系统就近原则的接入到矿井工业以太环网中（需要矿方事先预留接口），最终可以在全矿矿井综合自动化调度集成平台对水泵的运行工况进行监测并可以远程控制。

工程建设要求最终能够达到减人提效，集中监测、监控矿井排水系统的工序节点，可灵活地设置监控模式，并可进行实时的高质量的数据传输，方便存储数据和检索历史数据。

放置一台KXJ660矿用隔爆兼本安型可编程控制箱，用于完成正压、负压、温度、流量的模拟量采集；完成闸阀开到位、关到位、电机运行状态等开关量的采集；完成闸阀开、关，球阀开、关，电机开启、关闭等控制设备的执行。

数据采集由PLC自动实现，PLC输入模块经过各种传感器将开关量信号采集变送至PLC中作为逻辑处理条件和依据。连续检测水仓水位，将水位变化信号进行转换处理。检测正压、负压、排水管路流量等、控制水泵启、停。