摘要：
在现代煤矿中，煤矿井下排水泵的耗电量占煤矿企业总耗电量比重很大，这就给煤矿井下排水系统节能技术带来了巨大的发展空间。而节能环保型社会的构建也向煤矿井下排水系统提出了更高的要求。节能技术在煤矿企业井下排水系统中的有效运用，对节约能源、提高煤矿排水的安全性与可靠性、构建环境友好型社会有着极其重要的意义。论述煤矿井下排水系统节能技术，以期为同行提供一些建设性意见。
关键词：
煤矿；井下；排水系统；节能技术
煤矿井下排水传统控制方式依靠人工测量水位，通过停开泵的方式进行排水。这种排水系统具有水泵电动机启动电流耗量大、设备机械磨损快、耗电量大、运转效率低的缺点。进而致使煤矿供电质量持续不断下降，甚至会严重影响到煤矿企业的安全生产与正常运转。因此，探究煤矿井下排水系统节能技术迫在眉睫。
1煤矿井下排水系统改造原因
正常情况下，煤矿主排水泵房中至少要准备两条供电线路，才能保证井下排水系统的正常运转。假如一条供电线路出现故障停止运转，还有另外一条供电线路可以启用，来维持排水系统的正常运转。相应配套的设备，例如水泵也要至少安排两台，一台正常使用，一台作为备用，要保证煤矿主排水系统运行的安全性与稳定性，还需要同时安装备用检修的水泵。采用这样的配备模式，有以下几个缺点：一是人力劳动强度会增加，同时随着强度的增加，系统运行受人为影响因素的干扰也会增加。二是这样的配备模式会使系统操作更繁琐。而且还会造成主排水泵运行费用高、启动时间长、自动化程度差、故障率高等等。要想保证井下排水系统的正常运行，就必须在人力物力上面增加投入，而这种投入与现代化煤矿的要求是相悖的，所以，有必要对上述排水系统进行有效的技术改造，提高技能效益。
2煤矿井下排水系统改造方案
根据煤矿井下排水系统结构提出改造方案：井下中央泵房确定6台型离心水泵，2台工作，2台备用，2台检修。井下排水泵的主电机采用自动化控制方式，同时选用矿用隔爆型高压软起动柜，启动方式则选定软启动方式。依托于光纤工业以太网，煤矿主排水自动化系统不仅可以实现水泵的单机控制，且还可以将安装于煤矿井下中央变电所的网络交换机与控制系统经由工业以太网传输接口模块与设备相连接，这样就可以做到让井下的主排水泵等运转设备能实时被地面调度中心所监控，如出现问题能及时得到发现并解决。
3煤矿井下排水系统改造过程
3.1自动控制系统结构
1）煤矿井下主排水系统监控单元。煤矿井下监控主控制站、信号采集装置以及各种传感器等组成了煤矿井下主排水系统监控装置，其中井下主排水泵控制部分的通信核心是主控制站，负责及时传递地面控制中心与井下分站之间的监控信息。且可以经由井下排水系统的操作显示屏实现煤矿井下主排水系统运行数据的实时动态，为工作人员提供方便。
2）依托于工业以太网。煤矿主排水泵的监控系统主要依托于工业以太网，实现信息的实时、动态采集，随时监控井下主排水系统设备与设施。
3）地面总监控站。于煤矿地面调度中心设置煤矿地面总监控站，调度中心经由地面工作站实现对煤矿中央排水泵房设施、设备的实时监测与监控。
3.2采用软启动电控设备
1）软启动主电路控制接线的特点。晶闸管在排水泵停车与启动阶段投入工作，实现软停车与软启动。旁路接触器在水泵启动结束后合闸，晶闸管短接，水泵主电机接受供电电源全电压，投入正常运行。此种安装接线的方式有以下优点：水泵主电机在运行期间直接与电网相连，没有谐波。在晶闸管发生故障时，旁路接触器还可以作为一种备用手段，使水泵主电机直接投入启动，提升煤矿井下主排水系统运行的安全性与可靠性。
2）软停车的特点。煤矿排水系统主排水泵电动机直接停车时，在有压管路中因流体的运动速度会产生剧烈变化，导致管路中产生水击现象，极大地冲击水泵、阀门还有排水管道。最严重的时候，会出现损坏水泵的阀门以及管道的现象。而软停车进行停车时，有一个缓冲的过程，防爆软启动器晶闸管的导通角会由大到小逐渐减小，使得水泵电动机的端电压缓慢下降，电机的转速也会逐渐降低，如此便可以防止排水管路里的流体动量出现剧烈变化，有效抑制水击现象，进而有效保护设备。
3）防爆型高压软启动器工作原理。防爆型高压软启动器由控制电路与主电路两个部分组成，软启动器主电路选用三组反向并联可控硅串联后接到三相供电电源与被控电动机之间。在工作中，当水泵电动机启动时，控制电路对可控硅导通角的大小进行控制，使得加在电动机端电压值逐渐升高，同时，电动机的转动速度会逐渐升高至额定转速。
4煤矿井下主排水控制系统作用
煤矿井下主排水控制系统可以根据运行时间长短、井下涌水量的状况、用电负荷大小以及煤矿生产工作制实现对主排水泵的自动启动或者自动停止。煤矿井下主排水控制系统可以根据检测到的数据及时判断排水泵的运行状况，假如排水系统在运行过程中出现了故障，系统可以根据故障出现情况来判定故障类型，并做出相应的应急处理措施，例如停止水泵运转。而且只要控制系统发现了异常的运行情况，就会发出警报，以及时提醒工作人员进行处理。此外，煤矿井下主排水控制系统还可以与煤矿生产综合调度系统进行实时连接。煤矿井下主排水泵主要有手动操作与自动操作两种控制方式：在手动控制方式下，能够实现自动控制故障，或者退出集控时在机房操作箱上的操作；在自动控制方式下，既可以在上位机上通过鼠标键盘来完成操作，也可以实现无人值守时的全自动运行，相当方便。
5结语
煤矿企业井下排水主控制系统经过技术改造后，主排水泵能够在联控状态下运行，对于一些无作为运行可以进行有效的规避，并使主排水泵实现了自动启动与自动停机。这样就提高了系统的运行效率，也会大幅度的减少煤矿系统运行检修维护量。系统的节能效果显著，事故率大大降低，技术合理，运行安全可靠，不仅从根源上彻底解决了煤矿排水系统电能浪费的问题，节能效果显著，同时提高了煤矿的现代化管理与装备水平能力，取得了良好的安全效益、社会效益以及经济效益，值得广泛推广。
作者：袁子辰 单位：冀中能源股份有限公司邢东矿
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