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一. 概述

礦井排水系統承擔著排出井下涌水的重要任務，是保證礦井安全生產的關鍵環節。排水系統各種設備能否安全、可靠、有效的運行，關系到整個礦井的生產與安全。

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

系統綜合了工業控制技術和現代軟件技術，保證了系統的穩定性和可靠性，并可與全煤礦綜合自動化系統進行聯網，作為全煤礦自動化系統的一個子系統。

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

基于以上原因實現礦井排水自動化控制和地面遠程監控：

第一：可依據水倉水位起停水泵，提高水泵有效利用率，大大降低生產成本。

第二：可減少看護人員，相應減少工資投入，并可充實設備維護檢修隊伍，提高維護質量，減少事故發生，變事故發生后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設備的使用率。

第三：可以保證安全生產，改善工作環境，提高勞動生產率。

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

第五：通過調整開停時間避開電力負荷高峰期，有效地削峰填谷，節約電費開支。

二. 設計依據與選型原則

1. 設計依據

GB3836.1-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備  第1部分：通用要求

GB3836.4-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備  第4部分：本質安全型“i”

GB50017-2003 鋼結構設計規范

GB50040-1996 動力機器基礎設計規范

GB50054-1995 低壓配電設計規范

GB50055-1993 通用用電設備配電設計規范

GB50093-2002 自動化儀表工程施工及驗收規范

GB50215-2005 煤炭工業礦井設計規范

GB50451-2008 煤礦井下排水泵站及排水管路設計規范

GBJ42-1981 工業企業通信設計規范

GB/T13729-2002 遠程終端設備

GB/T13926.2～4-1992 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性

AQ6201-2006 煤礦安全監控系統通用技術要求

MT209-1990 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求

MT/T772-1998 煤礦安全監控系統主要性能測試方法

MT/T1008-2006 煤礦安全生產監控系統軟件通用技術要求

煤礦安全規程 （2010年版）

2. 選型原則

2.1符合《煤礦安全規程》第四百四十四條“井下電器設備選用規定”。所有設備最低配置為“礦用一般型”設備，優先選用本安型設備和防爆設備。

2.2符合煤安監技裝字[2001]109號“關于公布執行安全標志管理的煤礦礦用產品目錄（第一批）的通知”、所有設備應有“安標”。

2.3選用可靠性高、智能型、先進性、可擴展型、兼容性強的設備。

2.4選用布線簡單的設備。

2.5系統所選設備在工作安全可靠、實用的前提下，還要充分考慮技術的先進性。

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

2.7系統的網絡接口要配置完善，為將來集成其他采區泵房子系統或接入礦井信息化系統預留接口。

三. 系統組成及工作原理

1. 系統組成

本系統為主排水自動控制系統，利用工業以太網環網，將主排水自動控制系統就近原則的接入到礦井工業以太環網中（需要礦方事先預留接口），最終可以在全礦礦井綜合自動化調度集成平臺對水泵的運行工況進行監測并可以遠程控制。

工程建設要求最終能夠達到減人提效，集中監測、監控礦井排水系統的工序節點，可靈活地設置監控模式，并可進行實時的高質量的數據傳輸，方便存儲數據和檢索歷史數據。

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、負壓、溫度、流量的模擬量采集；完成閘閥開到位、關到位、電機運行狀態等開關量的采集；完成閘閥開、關，球閥開、關，電機開啟、關閉等控制設備的執行。

數據采集由PLC自動實現，PLC輸入模塊經過各種傳感器將開關量信號采集變送至PLC中作為邏輯處理條件和依據。連續檢測水倉水位，將水位變化信號進行轉換處理。檢測正壓、負壓、排水管路流量等、控制水泵啟、停。