一种煤矿井下自动排水控制系统技术方案

本发明专利技术属于煤矿井下自动排水控制系统的技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种自动化程度较高的煤矿井下自动排水控制系统；采用的技术方案为：一种煤矿井下自动排水控制系统，包括设置在井下的可编程控制箱和设置在地面的远程监控终端，所述可编程控制箱通过网络交换机与远程监控终端进行连接；所述控制系统还包括：阀门控制箱、排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器，所述阀门控制箱、排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4和每个传感器的信号输出端分别与所述可编程控制箱连接，所述排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4分别与阀门控制箱的电源端相连，所述可编程控制箱通过高压起动器与排水泵相连；适用于煤矿系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤矿井下自动排水控制系统的

技术介绍
一般地，在煤炭开采过程中，由于地层结构被破坏，使得采区与储水层连通，地下水会流入巷道和工作面，容易发生突水事故，导致井下的生产受到阻碍、施工安全性能降低，严重时可能会造成重大事故，不仅给井下作业人员的生命安全带来巨大威胁，还会给企业造成严重的经济损失，因此，需要及时把流入井下煤矿巷道中的矿井积水排至地表，确保煤矿的安全生产。目前，煤矿井下主排水泵房（或称中央泵房）的的排水工作一般采用人工控制的方法，典型的结构如附图1所示，其中：Z1-Z5均为手动闸阀，这种人工控制的方法需要严格按照相关安全管理规范进行；从附图1可以看出，液位传感器LT检测水仓的水位数据并将数据送至控制箱KZ，井下工作人员通过控制箱KZ随时监测水仓水位，当水位上升到要求值时，工作人员应立即按照流程：开启水射流阀Z5→开启排空阀Z4→观察负压表M2→关闭水射流阀Z5→关闭排空阀Z4→起动高压起动器QJGZ(进而起动矿用耐磨离心泵) →观察负压表M2→开启泵出口阀Z3→开启管路选择阀Z1（或管路选择阀Z2）进行操作；当监测到水位下降到要求值时，工作人员应立即按照流程：关闭泵出口阀Z3→停止高压起动器（进而使矿用耐磨离心泵停止工作）进行操作。从上述操作流程看出，传统的煤矿井下排水系统的工作完全靠人工监视、判断、操作，水泵的启停及排水管路的切换均由人工完成，完全依赖于工人的责任心，无法预测水位的增长速度，做不到根据水位和其他参数自动启停水泵，导致安全事故的发生，因此，具有自动排水功能的控制系统显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种自动化程度较高的煤矿井下自动排水控制系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种煤矿井下自动排水控制系统，包括设置在井下的可编程控制箱和设置在地面的远程监控终端，所述可编程控制箱通过网络交换机与远程监控终端进行连接；所述控制系统还包括：阀门控制箱、排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器，所述阀门控制箱、排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器的信号输出端分别与所述可编程控制箱的信号输入端连接，所述排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4分别与阀门控制箱的电源端相连，所述可编程控制箱通过高压起动器与排水泵相连。优选地，所述传感器包括：流量传感器S、正压传感器S3、负压传感器S4、液位传感器S5和多个温度传感器S6，所述流量传感器S、正压传感器S3、负压传感器S4、液位传感器S5和每个温度传感器S6信号输出端分别与所述可编程控制箱相连。优选地，所述控制系统还包括井下监控终端，所述井下监控终端与所述可编程控制箱相连。优选地，所述排水阀包括：管路选择阀Z、泵出口阀Z3；所述管路选择阀Z、泵出口阀Z3分别与所述阀门控制箱的电源端相连，所述管路选择阀Z、泵出口阀Z3分别与所述可编程控制箱的控制端相连。优选地，所述温度传感器S6的数量为3个，且分别用于监测排水泵的电机绕组温度、电机轴温度和泵轴温度。优选地，所述可编程控制箱的型号为S7-1200。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术包括可编程控制箱、阀门控制箱、排水控制阀和传感器，无需人工干预，本专利技术在起动排水过程中，可自动实现：开启射流阀Z5→开启排空阀Z4→真空度监测→关闭射流Z5阀→关闭排空阀Z4→起动排水泵→打开排水阀的操作，本专利技术在停止排水过程中，可自动实现关闭排水阀→停止排水泵的操作，本专利技术全过程无需人工干预，就可实现根据水位自动启停排水泵，并自动实现水泵的轮换工作、做出合理调度、自动化程度高，具有极强的实用性。2、本专利技术通过可编程控制箱与阀门控制箱、高压起动器、排水阀、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器均相连，使得远程监控终端或井下监控终端可实时监测阀门控制箱和高压起动器的工作参数以及所有传感器的数据并进行逻辑判断，一旦监测到任一点的异常，可编程控制箱就会控制排水系统停止工作同时报警，并指示用户按照所报故障点进行检修，安全性高。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。图1为现有煤矿井下排水装置结构示意图；图2为本专利技术的电路结构示意图；图3为本实施例的结构示意图；图中：1为可编程控制箱，2为远程监控终端，3为网络交换机，4为阀门控制箱，5为排水阀，6为传感器，7为高压起动器，8为排水泵，9为井下监控终端。具体实施方式如图2至图3所示，一种煤矿井下自动排水控制系统，包括设置在井下的可编程控制箱1和设置在地面的远程监控终端2，所述可编程控制箱1通过网络交换机3与远程监控终端2进行连接；所述控制系统还包括：阀门控制箱4、排水阀5、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器6，所述阀门控制箱4、排水阀5、射流阀Z5、排空阀和每个传感器6的信号输出端分别与所述可编程控制箱1的信号输入端连接，所述排水阀5、射流阀Z5、排空阀Z4分别与阀门控制箱4的电源端相连，所述可编程控制箱1通过高压起动器7与排水泵8相连，所述可编程控制箱1的型号为S7-1200。具体地，所述传感器6包括：流量传感器S、正压传感器S3、负压传感器S4、液位传感器S5和多个温度传感器S6，所述流量传感器S、正压传感器S3、负压传感器S4、液位传感器S5和每个温度传感器S6信号输出端分别与所述可编程控制箱1相连；所述温度传感器S6的数量为3个，且分别用于监测排水泵8的电机绕组温度、电机轴温度和泵轴温度；所述排水阀5包括：管路选择阀Z和泵出口阀Z3；所述管路选择阀Z和泵出口阀Z3分别与所述阀门控制箱4的电源端相连，所述管路选择阀Z和泵出口阀Z3分别与所述可编程控制箱1的信号输入端相连。进一步地，所述控制系统还包括井下监控终端9，所述井下监控终端9与所述可编程控制箱1相连。由于煤矿井下排水系统中，一般需配置两路排水管路，且至少需配置三套排水泵以便于达到一用一备一检修的标准，本实施例仅以2个排水管路、一个排水泵为例对本专利技术的工作过程进行说明。如图3所示，本实施例中包含2个排水管路，分别为1#排水支管和2#排水支管，所述的流量传感器为2个，分别为流量传感器S1和流量传感器S2，且流量传感器S1、流量传感器S2分别设置在1#排水支管、2#排水支管上；所述的管路选择阀Z为2个，分别为管路选择阀Z1和管路选择阀Z2，且管路选择阀Z1设置在主排水管路和1#排水支管之间，管路选择阀Z2设置在主排水管路和2#排水支管之间；本实施例中，所述的正压传感器S3设置在主排水管路上，所述的负压传感器S4和排空阀Z4设置在主排水管路和放水管路之间，所述的液位传感器S5设置在水仓内；所述的射流阀Z5设置在射流管路上，所述泵出口阀Z3设置在主排水管路上，此外，本实施例中的主排水管路上还设置有逆止阀H。所述阀门控制箱4和高压起动器7通过信号控制电缆和可编程控制箱1连接，由可编程控制箱1控制阀门控制箱4、高压起动器7的起动或停止，进而达到控制所有的阀门和排水泵8的起动、停止的目的；具体地，所述的流量传感器S1、流量传感器S2、正压传感器S3、负压传感器S4、液位传感器S5和多个温度传感器S6的信号输出端分别通过信号线缆与可编程控制箱1相连；同时，管路选择阀Z1、泵出口阀Z3、射流阀Z5、排空阀Z4均通过信号电缆和可编程控制箱1连接，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿井下自动排水控制系统，包括设置在井下的可编程控制箱（1）和设置在地面的远程监控终端（2），所述可编程控制箱（1）通过网络交换机（3）与远程监控终端（2）进行连接；其特征在于：所述控制系统还包括：阀门控制箱（4）、排水阀（5）、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器（6），所述阀门控制箱（4）、排水阀（5）、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器（6）的信号输出端分别与所述可编程控制箱（1）的信号输入端连接，所述排水阀（5）、射流阀Z5、排空阀Z4分别与阀门控制箱（4）的电源端相连，所述可编程控制箱（1）通过高压起动器（7）与排水泵（8）相连。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下自动排水控制系统，包括设置在井下的可编程控制箱（1）和设置在地面的远程监控终端（2），所述可编程控制箱（1）通过网络交换机（3）与远程监控终端（2）进行连接；其特征在于：所述控制系统还包括：阀门控制箱（4）、排水阀（5）、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器（6），所述阀门控制箱（4）、排水阀（5）、射流阀Z5、排空阀Z4和传感器（6）的信号输出端分别与所述可编程控制箱（1）的信号输入端连接，所述排水阀（5）、射流阀Z5、排空阀Z4分别与阀门控制箱（4）的电源端相连，所述可编程控制箱（1）通过高压起动器（7）与排水泵（8）相连。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动排水控制系统，其特征在于：所述传感器（6）包括：流量传感器S、正压传感器S3、负压传感器S4、液位传感器S5和多个温度传感器S6，所述流量传感器S、正压传感器S3、负压传感器S4、液...

【专利技术属性】
技术研发人员：申化波，赵旭亮，范素芳，魏保玉，陈达，
申请(专利权)人：山西际安电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14