煤水泵房远程集中控制系统改造

煤矿技术　煤水泵房远程集中控制系统改造　任祥军　秦岩　徐鹏　（１．山东／ｋ－－煤电化公司；２．山东能源枣矿集团蒋庄煤矿）　【摘要】在全国首次对水采矿井１２Ｍ６Ｘ１２Ａ型煤水泵排水系　统进行远程集中控制改造　实现了井下泵房的集中控制与远程监控，　便于操作。　数据自动采集主要由ＰＬＣ实现，ＰＬＣ模拟量输入模块通过传感　从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本。　【关键词】煤水泵房远程集控改造；安全可靠　１引言　按照国家安全生产监督管理总局要求，井下泵房必须建立远程　集中控制系统，鉴于我公司原生产方式为水力采煤，煤水系统环节　多，操作程序复杂，设备高冒滴漏特别严重，现有的排水设施改造　难度非常大。当前的排水系统状况与国家倡导的提高矿井综合自动　化水平和节能减排的社会大环境远远不能相适应。故实施矿井井下　优化排水、实现排水自动化控制与管理迫在眉睫。　２煤水系统概况　八一煤电化公司原生产方式为水力采煤，１２ｍ６×２Ａ型煤水泵为　主要排水设备，额定流量为８００ｍ３／ｈ、扬程２７５ｍ、两台串联排水、　配用电机功率为１２５０ＫＷ，电压６ＫＶ。其排水系统和排水设施与其他　矿井有着明显不同：采空区与煤水仓相通，涌水沿溜煤巷进入煤水　仓，由煤水泵进行排水，其他涌水进入清水仓。煤水系统环节多，　安装有给煤装置、高压密封设施、脱水系统等辅助设备。由于两台　煤水泵串联排水，进水侧煤水泵两端密封水由一台ＳＳＭ１００－－１０清水　泵供给，出水侧煤水泵两端的密封水由ＳＳＭ１００－－１０清水泵与ＤＧ３６　—５０密封泵加压后供给；定量给煤机采用ｃＩ）７５０Ｘ　１０００型给煤机，　通过变更机壳间隙和改变转子转数来调节控制煤水比；脱水装置采　用两台ＳｘＧ一１型吊式振动筛和固定筛联合脱水，块煤仓下方装有Ｋ　一２型平板给煤机，由手选ｌ米吊挂胶带输送机运到ＰｃＢ一　８００×　６００锤式破碎机，进行破碎后重新筛分。　操作煤水泵进行排水时，开停操作程序复杂。在运转煤水泵前，　先开启密封泵，对煤水泵两端进行高压密封，防止煤水泄漏。在煤　水泵运转过程中，必须专人检查盘根密封情况、密封水内有无空气、　是否卡泵，一旦卡泵如不及时停泵处理，破坏盘根，引起漏水溅到　电机上面，造成爆高压电机等事故，同时水泵上水量大大减少，影　响水泵正常排水，因此煤水泵的密封系统要求很高。　鉴于煤水系统环节多，操作程序复杂，给煤水泵远程集中控制　改造带来了很大的困难。　３系统实施方案　一是首先对煤水泵加压密封系统进行改造。把加压泵、密封泵　及密封水管拆除，并把密封水管与煤水泵连接的串水口封堵，杜绝　煤水泄露，使用具有自润滑性和耐磨性的ＤＳＦ动密封填料，从根本　上替代传统的盘根密封，解决了煤水泵的泄漏问题，为煤水泵远程　集中控制系统改造奠定了坚实的基础　二是对中央泵房机械电气设备进行改造。在每台水泵出水管路　上增加电动闸阀执行机构与电动闸阀用电动机；原有的射流抽真空　机构保留，加入真空泵总成；加装煤水泵入口闸阀，实现清水煤水　切换；　在水仓设置水位传感器，检测水仓水位；安２台矿用隔爆型　光纤摄像仪，实施查看现场的工作状况。做到数据与图像相结合，　更直观、形象的观测井下情况。　三是构建矿井排水自动控制与管理系统，系统在地面集中控制　中心，实现对井下中央水泵房机电设备的远程监测控制，从而实现　无人值守。在泵房设一台控制箱，采用ＰＬＣ（Ｓ７—１２００）控制，通　讯协议支持ＴＣＰ／ＩＰ协议，实现无缝接入矿现有综合自动化环网内。　４工作原理　地面组态采用组态软件进行组态显示，有整个泵房的总体运行　画面，有单个水泵的运行画面，有历史曲线、报警记录、参数设置、　状态查看、操作帮助信息、水泵运行统计等画面，要求画面友好，　器连续检测水仓水位，将水位变化成电信号进行转换处理，计算出　单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，　控制排水泵的启停。电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量　等传感器与变送器，主要用于监测水泵、电机的运行状况，超限报　警，以避免水泵和电机损坏。ＰＬＣ的数字量输入模块将各种开关量　信号采集到ＰＬＣ中作为逻辑处理的条件和依据，控制排水泵的启停。　４．１实现就地控制　对中央泵房水泵机组逐台进行电控改造满足电控要求后即可以　进行自动化控制安装。首先进行就地控制的安装调试，实现执行机　构的一对一控制。　４．２井下触摸屏控制　就地控制实现后将现场传感器采集数据及执行机构的控制变量　纳入半自动控制逻辑，并于触摸屏监控软件进行组态连接，实现井　下触摸屏集控。　４．３远程控制　井下集控实现后在ＰＬＣ控制软件中并入远程控制点，远程控制　终端通过ＯＰＣ下发的控制指令实现远程控制，同时现场监测数据通　过０ＰＣ上传至远程监控终端的实时数据库。　４．４自动控制　半自动控制运行可靠后，进行全自动控制逻辑的调试，软件投　入后，实现了水泵机组的自动控制，水泵按照水位等因素自动启停，　并根据累积运行时间实现均匀磨损。　５系统结构与功能　本控制系统以ＰＬＣ作为控制核心，触摸屏为显示和主要操作设　备，通过ＰＬＣ检测水泵设备和传感器等的信号，控制水泵、真空泵　等设备和电动阀门、球阀等执行器。系统主要包括ＰＬＣ控制箱、地　面指挥中心设备、传感器和执行器等四部分。　（１）系统具有闭锁性开关，无论在设备检修还是人员检查时，　只需按下开关，无论采用哪种方式的操作都不能开机，确保现场人　员不受伤害。　‘　（２）无需人为干预，由下位机自动控制，根据水位自动启、停　水泵，自动实现水泵的轮换工作，做出合理调度；　（３）本系统保留了设备原先手动控制方式，手动控制具有优先　控制权，保证了即使系统出现故障，也可以在手动控制下实现水泵　的正常工作；　‘　（４）系统的实时性好，对各设备的运行工况能够实时监测、实　时控制；　（５）可以随时查询、打印实时趋势及任意时间段的历史趋势；　人机界面显示的内容丰富、形象、直观，操作简单、易懂；　（６）软件中嵌入了大量的控制策略，可以根据实际情况做出不　同的决策，大大提高了系统的自动化程度和智能程度；　（７）根据不同时期的具体情况，可以对软件的运行参数进行调　整，以适应复杂的情况，提高了系统的适应性；　（８）系统能够进行远距离监控，并可无限扩展。　６效果分析　通过远程集中控制的实施，系统运行可靠，故障率大大降低，　取得了很高的经济效益和安全效益。　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，　（下转第４２３页）　２Ｏｌ３．ｏ８　Ｉ　４２１　科技论坛　等电位连接是为了保证计算机信息系统的设备表面电力电压　维持平衡，对其功能进行检测的时候，应采取以下方法：　（１）检测防雷装置所有的连接线和保护层是否都采用了等电位　连接措施。　（２）检测机房内的等电位连接带是否有效，检测等电位连接结　构是否合理。　５结论　通过本文的分析可知，考虑到计算机信息系统的重要性，应对　其防雷装置进行重点检测，保证系统能够安全稳定运行。在检测过　程中，应按照本文介绍的几种方法结合防雷装置的运用实际，提高　防雷装置的检测质量，满足计算机信息系统的使用要求。　（上接第４１０页）　４．４施工工艺　（１）为充分发挥喷体的柔性作用，在喷射支护时要合理控制初　喷和复喷厚度以及二者的间隔时间。　（２）提高光面爆破质量，增加光爆效果，促进巷道成形好，从　而使巷道不出现严重的超挖，喷体中才不出现弱面，增加喷体的整　体性和支护强度。　（３）特殊地段采用双层锚、网、喷结构进行二次支护。　（４）遇破碎带、松软不稳定围岩，则应在锚、网、喷支护的基　础上，滞后采用ｕ型钢棚，砌柔性外衬石碹及离壁骨架进行复合支　护。　参考文献：　［１】邱洋，于伟娟，王跃民，张秋颖，丁刚，吴剐．许昌市中小学校园网防雷　整改设计卟气象与环境科学，２０１１（￥１）．　［２】张永宁，姚异章，张成秀．浅析地面温度传感器的维护与故障处理卟　安徽农学通报（下半月刊）．２Ｏｌ１（１６）．　【３］夏均忠．基于网络的军车安全性能智能检测和隐患预警系统的研　究　１．天津大学，２００５．　『４刘涛．４］胜利油田电力系统防雷措施的设置【Ｄ］．山东大学，２０１１．　［５】王康．基于故障树分ｉｆ啊的航空相机故障诊断技术研究【Ｄ】．长春理　工大学，２００８．　【６］崔升广．拒绝服务攻击检测技术的研究『Ｄ】．沈阳工业大学，２００９．　５结语　锚、网、喷支护具有适应性强，支护及时、施工方便、支护强　度高、能充分发挥围岩自身强度以及具有较好的柔性等优点，它在　煤矿中得到了广泛的应用，对煤矿实现优质快掘，平衡采掘关系起　到了积极作用，但锚、网、喷支护的巷道也会遭到破坏，对此我们　要根据不同的条件进行处理，方可安全生产。　参考文献：　［１］岑传鸿，窦林名．采场顶板控制与监测技术（第二版）［Ｍ】．徐州：中国　矿业大学出版社，２００４．　［２］钱鸣高，石平五．矿山压力与岩层控制．徐州：中国矿业大学出版　社．２００３．　（上接第４１２页）　结合助推胶带机在新庄孜矿三号主斜井胶带机改造中的成功应　用，在今后胶带机的提升运量或延长改造时，在不改变原有驱动设　备、在不提高原有带速、在不增加原有带强的前提条件下可选用加　装助推胶带机的方式进行，从而实现了安全和技术经济一体化的要　求。　赵刚柱（１９８３一），男，汉族，陕西乾县人，２００７年７月毕业于湖南　科技大学电气工程及其自动化专业，本科学历，助理工程师，现任　淮南矿业集团新庄孜矿保运工区技术主管。　陈坤伦（１９８６一），男，汉族，云南曲靖人，本科学历，助理工程师，　２００６年６月毕业于湖南科技大学信息与电气工程学院自动化专业，　现在淮南矿业集团新庄孜矿从事管理工作。　作者简介：　（上接第４１３页）　庞庄煤矿实际生产过程中进行合理地选择支护方式和回采装　备，优选工作面掘进准备，加强监测监控管理，较好地解决了孤岛　工作面回采中出现的各种问题，不仅减少了生产成本，同时实现了　工作面的安全生产，取得了良好的经济效益。　参考文献：　ｆ１１王省身．１矿井灾害防治理论与技术．徐州：中国矿业大学出版　社．１９８６．　［２］《井巷工程》．修订二版．中国矿业大学．　『３《矿山压力测控技术》．３］山东科技大学．　作者简介：　王广熙，男，本科学历，现就职于徐矿集团庞庄煤矿安监部助理工　程师。　王青峰，男，毕业于安徽理工大学，现就职于徐矿集团庞庄煤矿防　冲防突科助理工程师　（上接第４１９页）　在碎裂和散体结构岩体中，围岩变形破坏的主要方式是松弛、　松脱乃至崩溃。在块状和层状的硬质岩体，围岩结构面控制型变形　破坏，主要表现为不稳定块体的直接塌落和滑移。　７结语　综上所述，在分析青菜冲矿巷道围岩破坏的地质因素时，需要　明确锚杆支护的涵义，充分认识到影响青菜冲矿巷道围岩稳定性的　方方面面，建立正确的围岩破坏机制，对于指导青菜冲矿巷道的安　全生产和围岩稳定，具有重要意义。　参考文献：　…１朱珍德，王玉树．巷道围岩流变对巷道稳定性的影响『Ａ］．岩土力学的　理论与实践一第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集『ｃ１．１９９８．　『２］马帅英．矾山磷矿采矿方法的探讨ｍ．化工矿物与加工，１９８３（０２）．　（上接第４２ｌ页）　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　塞。　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。　７结束语　通过实施煤水泵排水系统远程集中控制改造，使设备达到最佳　工作状态，提高了矿井安全装备水平和自动化控制水平，为老矿井　泵房远程集中控制改造提供了有效的参考价值。　参考文献：　…秦曾煌．《电工学》高等教育出版社，２００３．１２．　『２］Ｓ－菱公司．《三菱微型可编程控制器ＦＸ１Ｓ，ＦＸ１Ｎ，ＦＸ２Ｎ，ＦＸ２ＮＣ编　程手册》．１９９４．　２０１３．０８　Ｊ　４２３