矿井自动排水装置-----ZPZ15/660型矿井自动排水装置
ZPZ15/660矿井自动排水装置
1．简介
矿井自动排水系统是在充分利用现代机械、电子和自动控制理论的基础上，将人的参与活动由系统的执行机构自动完成达到水泵房的无人值守，利用现代通讯技术实现远程监控。本系统从多方面入手，可降低水泵房运行成本并提高矿井的经济效益和安全程度，作为操作工人只需对系统定期检修或出现报警信号时进行维修。使用本系统可节省人力、大大降低工人的劳动时间和劳动强度、改善工人的作业条件；能对水井水位信息进行实时监测和分析，合理调度水泵机组，节省能源降低运行成本，延长电机、管路等设备使用寿命；能及时判断水泵机组的运行状态防止事故的发生和扩大；更有利于实现避峰就谷的经济运行方式。
图3 矿用本质安全电动球阀 图1 矿井自动排水系统远控界面
图3 矿用本质安全电动球阀 图4 矿井自动排水系统现场布局图 2．组成（元器件数量以五台排水离心泵为例来确定） 矿井自动排水系统由A，B，C三个模块组成，即
A基本模块（实现水泵房的排水设施的自动运行和基本运行参数的检测及就地报警）； B远程通讯模块（实现水泵房排水设施运行参数的地面检测和地面远程控制）； C增强检测模块（实现轴承温度、绕组温度、电压的检测和故障保护）。
矿井自动排水装置-----ZPZ15/660型矿井自动排水装置
A 基本模块由五部分组成：
1、电液闸阀5套；
2、本质安全电动球阀DN20，本质安全电动球阀DN25，各5套；
3、检测传感器（包括2个超声波防爆液位传感器，5台负压传感器，5台压力传感器等）； 4、电气控制系统；
5、其他排水用装备及附件（原传统手动排水系统）。
B 远程通讯模块：
PLC的通讯装置结合矿方的高速主干网络，并在地面调度室配置上位PC机和打印显示装置。 C 增强检测模块由三部分组成：
1、电流、电压检测传感器（各5台）； 2、轴承温度传感器（10台）； 3、绕组温度传感器（10台）。
其中，电流、电压检测传感器的信号由水泵电动机控制柜提供，绕组温度、轴承温度传感器由水泵电动机自带。C模块将这些参数检测回PLC自动控制系统。
一般而言，选择A 基本模块就可以实现水泵房的自动运行和就地控制以及故障报警。C增强检测模块是在基本检测模块的基础上使用使得自动系统获得更多的运行状态数据，为可选模块，用户可以根据需要进行选择。B远程通讯模块把基本模块的运行参数通过矿方的主干高速网传送到调度室以便矿方在地面进行远程监测，并实现在地面调度室对泵房排水设备进行远程控制。 3．特点：
◆ 适用范围广，可以使用于各类型矿井；
◆ 自动监测水仓水位、水泵和电机等的启动和运行运行状态，整个系统安全可靠； ◆ 具有手动、半自动、全自动三种工作方式，能在不影响全系统排水的同时检修本系统； ◆ 实现水泵房无人化操作和远距离监控； ◆ 已获得国家安标证书，可安全使用于井下。 4．使用实例 4．1 屯留煤矿简介
屯留煤矿是隶属于潞安集团的新建现代化矿井，其设计年生产能力达六百万吨。该矿在副井附近设立井底水仓，排水管沿副立井铺设。井口标高：+958.6米，排水水平标高：+400米，正常涌水量：533.5立方米/小时，2台水泵工作，排水时间为13.4小时，最大涌水量：800立方米/小时，3台水泵工作，排水时间为13.39小时，井下水泵房安装五台型号为MD450-60/84*10离心水泵，配套YB710S2-4型1120KW/10KV、1484r/min电动机，采用喷射泵实现无底阀排水。主排水泵排水管配防爆电动阀门，其电源引至变电所不同低压馈电开关，由两台组合开关分别给1#、2#、3#、4#、5#水泵防爆电动阀门配电和控制。 4．2 矿井自动排水系统工作原理
矿井自动排水装置-----ZPZ15/660型矿井自动排水装置
矿井自动排水系统由DN25的本质安全电动球阀作为喷射泵控制阀，使用2台超声波液位计作为水位的检测装置，在水泵初级与喷射泵之间的管路上安装DN20本质安全电动球阀和负压传感器，在水泵出口安装压力传感器。当超声波水位计检测到水位上升到规定数值时，PLC发出控制命令将DN25和DN20本质安全电动球阀打开，同时检测负压数值，直到负压数值成为-0.06MPa（表压）。启动离心泵，同时打开水泵出口电动闸阀，关闭DN25和DN20本质安全电动球阀。当水位下降到规定点后，PLC发出命令，关闭水泵出口闸阀并停止电机。PLC位于隔爆兼本质安全电控柜中，借助矿方的工业以太网将各种参数传输给地面值班室的工业控制计算机。 4．3 取得的效果
本系统具有完善的检测水泵电机的轴承、绕组的温度，水位的高度，水泵的状态（运行、故障、检修）以及水泵的10KV高压开关的状态，水泵电机的电流、电压等参数。实现了这些参数在局域网范围内PC机上的方便查询。
5．自动排水装置常用配置
表1 自动排水装置常用配置
水泵出口闸阀 型号 水泵 组数 系统 柜数 1 1 1 2 2 2 公称直径（mm） 50，65，80，100，125，150，200，50，65，80，100，125，150，200，50，65，80，100，125，150，200，50，65，80，100，125，150，200，50，65，80，100，125，150，200，50，65，80，100，125，150，200，50，65，80，100，125，150，200，就地控 制柜数 2 3 4 4 5 5 6 公称压力（Mpa） 1.6,2.5,4.0,6.4 1.6,2.5,4.0,6.4 1.6,2.5,4.0,6.4 1.6,2.5,4.0,6.4 1.6,2.5,4.0,6.4 1.6,2.5,4.0,6.4 1.6,2.5,4.0,6.4 ZPZ ZPZ ZPZ ZPZ ZPZ ZPZ ZPZ 3 4 5 6 7 8 2 9 注:特种情况可根据用户要求定做
