礦井排水泵房是如何進(jìn)行治水功能的防治的

2019/10/22

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礦井主排水泵房擔(dān)負(fù)著排出井下積水的重要任務(wù)，是礦井防治水的重要組成部分，是保證礦井安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定主排水設(shè)備應(yīng)滿足如下要求：

（1）必須有工作、備用和檢修水泵。工作水泵的能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70％。工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25％。

礦井 主排水泵 

礦井 主排水泵 

（2）配電設(shè)備應(yīng)同工作、備用以及檢修水泵相適應(yīng)，并能同時(shí)開(kāi)動(dòng)工作和備用水泵。為了確保主排水泵的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)很有必要。這種現(xiàn)代工業(yè)化控制和監(jiān)測(cè)裝置，除能完成水泵的單機(jī)控制外，還可通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳輸接口模塊與設(shè)置在井下中央變電所的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，由井上調(diào)度指揮中心監(jiān)控所有排水泵等被控設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)水泵房“無(wú)人值守”，實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化控制，提高生產(chǎn)效益和可靠性。

2 系統(tǒng)組成及環(huán)節(jié)功能

主排水泵自動(dòng)化控制系統(tǒng)由以下六個(gè)環(huán)節(jié)組成：排真空環(huán)節(jié)、閘閥操縱環(huán)節(jié)、水位自動(dòng)監(jiān)控環(huán)節(jié)、參數(shù)傳示環(huán)節(jié)、故障保護(hù)環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)的功能為：

2.1 

閘閥操縱環(huán)節(jié)

為了減少啟動(dòng)時(shí)的功率，《離心式水泵操作規(guī)程》規(guī)定水泵一定要關(guān)閉出水閘閥啟動(dòng)，而當(dāng)水泵停止時(shí)，為了避免水錘事故，必須先關(guān)閉閘閥，緩慢減小流速，最后停車。在泵體內(nèi)充滿水后，啟動(dòng)時(shí)先啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，然后打開(kāi)相應(yīng)電動(dòng)閘閥（以“輪換工作”原理，根據(jù)上次所使用的管路，此次換另一趟管路），停車時(shí)先關(guān)電動(dòng)閥，最后停電機(jī)。

2.2 排真空環(huán)節(jié)

排水泵只有在其葉輪完全淹沒(méi)于水中的情況下，泵體內(nèi)部才能造成必要的真空度實(shí)現(xiàn)正常排水。如果真空度不夠，泵內(nèi)有空氣存在，將會(huì)造成不上水及轉(zhuǎn)動(dòng)部件燒壞等故障。

所以，啟動(dòng)前的排真空是水泵工作的重要操作項(xiàng)目之一。在系統(tǒng)中采用射流閥抽真空，使用高精度真空傳感器監(jiān)測(cè)真空度，用壓力和流量監(jiān)測(cè)作為真空度的后備保障。

2.3 水位自動(dòng)監(jiān)控環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)水位的高低自動(dòng)準(zhǔn)確發(fā)出開(kāi)、停水泵命令。水位傳感器的可靠性和準(zhǔn)確性直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的工作可靠性。本系統(tǒng)選用超聲波液位傳感器，它具有高精度、非接觸式、非機(jī)械型、維護(hù)方便、便于安裝、標(biāo)定簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)。

2.4 參數(shù)傳示環(huán)節(jié)

在操作臺(tái)的模擬屏上可模擬顯示水倉(cāng)水位、水泵流量、水泵壓力及電動(dòng)機(jī)、電磁閥和電動(dòng)閥的各種工作狀態(tài)。所有的監(jiān)測(cè)參數(shù)及工作狀態(tài)均可由井下PLC通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給地面控制計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，在顯示器上模擬顯示，并做出曲線、報(bào)表，以便地面管理人員作出正確判斷，向井下可編程控制器發(fā)出控制命令。

2.5 故障保護(hù)環(huán)節(jié)

由于主排水泵電機(jī)容量大，耗電量高，屬于礦井一級(jí)負(fù)荷。因此，對(duì)主排水設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性、可靠性要求較高。該系統(tǒng)裝設(shè)如下幾種保護(hù)：

流量保護(hù)：當(dāng)水泵啟動(dòng)后或正常運(yùn)行中，如流量達(dá)不到正常值，通過(guò)流量保護(hù)裝置使本臺(tái)水泵停機(jī)，轉(zhuǎn)為啟動(dòng)另一臺(tái)水泵。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)：PLC監(jiān)視水泵電機(jī)欠壓、過(guò)流、短路等故障，由中央變電所控制的高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合保護(hù)器提供，并參與控制。

電動(dòng)閘閥保護(hù)：由電動(dòng)機(jī)綜保監(jiān)視閘閥電機(jī)的主要保護(hù)并參與控制。

2.6 電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)是主排水設(shè)備綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。它由PLC、中間繼電器、接觸器等組成，以上環(huán)節(jié)都要與本環(huán)節(jié)配合，根據(jù)水倉(cāng)水位情況自動(dòng)開(kāi)停水泵。

為防止因備用水泵長(zhǎng)期不用而使電機(jī)受潮或有其它故障而未被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)緊急情況需要投入而不能投入以至影響礦井安全，本環(huán)節(jié)按“輪換  工作制”來(lái)控制，以達(dá)到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理，以免影響礦井安全的目的。要根據(jù)水泵的開(kāi)啟次數(shù)自動(dòng)按一定順序輪換開(kāi)啟水泵。當(dāng)某臺(tái)水泵或其所屬閘門(mén)故障或檢修時(shí)，該泵退出輪換，其余各泵仍按輪換工作制運(yùn)行。

3 主排水系統(tǒng)工作方式

3.1 自動(dòng)控制

本著水位優(yōu)先的原則實(shí)現(xiàn)各臺(tái)水泵的自動(dòng)控制。當(dāng)水位達(dá)到高位或不在高位而處在用電低谷時(shí)間內(nèi)，將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行泵，當(dāng)達(dá)到低位或不在高位而處在用電高峰時(shí)間內(nèi)自動(dòng)停泵。當(dāng)水位達(dá)到上限水位時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)“運(yùn)行泵”及“備用泵”，直到水位低于高位時(shí)停止“備用泵”只運(yùn)行“運(yùn)行泵”，當(dāng)達(dá)到低位或不在高位而處在用電高峰時(shí)間內(nèi)時(shí)自動(dòng)停泵。

3.2 手動(dòng)控制

根據(jù)實(shí)際需要，也可以從自動(dòng)控制方式切換到手動(dòng)控制方式。此方式下操作人員在操作臺(tái)人工手動(dòng)控制。