基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法，包括井下水仓，设置在井下水仓内的液位传感器和多台水泵以及由PLC及上位机组成的自动控制系统，所述液位传感器和多台水泵与自动控制系统相连接，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：S1：在自动控制系统中设定三级水仓水位限值：S2：自动控制系统接收液位传感器水仓液位信息H及所对应的水仓储水量V、该峰谷时段的剩余时长t，通过计算得到水仓内单位时间水量变化值dQ。通过实时采集水仓液位信息，并结合当时所处用电的峰谷时段剩余时长精准计算出矿井在各用电段内需增减投入水泵的数量，精准控制矿井排水系统，节能降费效果明显。

【技术实现步骤摘要】
基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法
本专利技术涉及矿井井下排水自动控制
，尤其涉及一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法。
技术介绍
井下排水系统是保证井下安全生产的非常重要的一环，同时也是矿井开采的耗能大户。地下深部开采，需要修建大量的矿井，并在井下开掘大量的巷道。在井下开采作业中，由于降雨与地下水的渗透，导致矿井及巷道聚集大量的矿水，不但影响生产，而且还威胁着井下工作人员的健康和安全。矿井排水系统主要是将矿山井下涌出的矿井水收集到井下预先建好的水仓内，然后通过水泵排至地面，是矿井必不可少的主要生产系统之一，其可靠性至关重要，可为井下生产创造良好的工作环境，保证井下工作人员安全工作和机械、电气设备良好运转提供了重要保障。为保证其可靠性，水仓都设置有液位计及报警系统。推动并完善峰谷电价制度，在保证安全生产的前提下为了节省耗能，根据峰谷时段制定矿井排水“避峰填谷”的控制策略，即：在高峰段不排水或少排水，排水尽量控制在低谷段。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法，该方法基于水仓、液位传感器、水泵、自动控制系统实现，该方法通过涌水量、排水量、所处时段、该峰谷时段剩余时长，经计算，确定投入水泵数量，精准实施避峰填谷排水，既避免水泵频繁启停，又尽可能节约排水费用。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法，包括井下水仓，设置在井下水仓内的液位传感器、多台水泵以及由PLC及上位机组成的自动控制系统，所述液位传感器和多台水泵与自动控制系统相连接，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：S1：在自动控制系统中设定三级水仓水位限值：下限值(H0)、启动值(Hv)和上限值(Hm)，且H0<Hv<Hm，对应的将水仓储水量划分三段,分别为下限值(V0)、启动值(Vv)和上限值(Vm)，且V0<Vv<Vm；S2：自动控制系统接收液位传感器水仓液位信息H及所对应的水仓储水量V、该峰谷时段的剩余时长t，通过计算得到水仓内单位时间水量变化值dQ；当H>Vv时，在低谷时段，需增加启动的水泵数按公式(1)计算：其中，N为需增加启动的水泵数量，Qb为单台水泵排水量；当N>0时，进位取整；当N≤0时，取N＝0，既在低谷时段，投入工作的水泵数量只增加不减少；在高峰时段，需增减启动的水泵数量按公式(2)计算：其中，N为需增加启动的水泵数，Qb为单台水泵排水量；当N>0时，N进位取整；当N≤0时，N取整数，N的绝对值既需要停止工作的水泵数量；当水仓液位H＝H0时，所有水泵停止工作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过实时采集水仓液位信息，并结合当时所处用电的峰谷时段剩余时长，精准计算出矿井在各用电段内需增减投入水泵的数量，精准控制矿井排水系统，采用避峰填谷的控制方案，并尽量避免水泵频繁启停，节能降费效果更明显，其经济效益显著。附图说明图1为一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法，基于水仓、液位传感器、水泵、由PLC及上位机组成的自动控制系统，对井下8台排水泵进行自动控制，每台水泵排水量为800m3/h，水仓面积为800m2。本自动控制系统通过液位传感器采集水仓水位及峰谷时段剩余时长参数，实时调度所有水泵轮流工作及水泵的启动台数，水泵的运行状态及传感器的检测数值通过通讯网络传输回上位机监控系统。本自动控制系统设定三级水仓水位限值：下限值(H0)、启动值(Hv)、上限值(Hm)，且H0<Hv<Hm，对应的水仓储水量为下限值(V0)、启动值(Vv)、上限值(Vm)，且V0<Vv<Vm。所述控制方法步骤如下：PLC接收液位传感器水仓液位信息H及所对应的水仓储水量V＝800H、该峰谷时段的剩余时长t，液位传感器每10s采集一次水仓液位信息，可得到两次液位信息的高度差dH，通过计算得到水仓内水量变化值dQ＝800dH。当H>H0时：在低谷时段，需增加启动的水泵数按公式(1)计算：其中，N为需增加启动的水泵数量，Qb为单台水泵排水量，本实施例为800m3/h。当N>0时，进位取整；当N≤0时，取N＝0，既在低谷时段，投入工作的水泵数量只增加不减少。在高峰时段，需增减启动的水泵数量按公式(2)计算：其中，N为需增加启动的水泵数，Qb为单台水泵排水量，本实施例为800m3/h。当N>0时，N进位取整；当N≤0时，N取整数，N的绝对值既需要停止工作的水泵数量。当水仓液位H＝H0时，所有水泵停止工作。本专利技术通过实时采集水仓液位信息，并结合当时所处用电的峰谷时段剩余时长精准计算出矿井在各用电段内需增减投入水泵的数量，精准控制矿井排水系统，采用避峰填谷的控制方案，并尽量避免水泵频繁启停，节能降费效果更明显，其经济效益显著。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法，包括井下水仓，设置在井下水仓内的液位传感器、多台水泵以及由PLC及上位机组成的自动控制系统，所述液位传感器和多台水泵自动控制系统相连接，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：/nS1：在自动控制系统中设定三级水仓水位限值：下限值(H

【技术特征摘要】
1.一种基于水仓液位及峰谷时段剩余时长的矿井排水控制方法，包括井下水仓，设置在井下水仓内的液位传感器、多台水泵以及由PLC及上位机组成的自动控制系统，所述液位传感器和多台水泵自动控制系统相连接，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：
S1：在自动控制系统中设定三级水仓水位限值：下限值(H0)、启动值(Hv)和上限值(Hm)，且H0<Hv<Hm，对应的将水仓储水量划分三段,分别为下限值(V0)、启动值(Vv)和上限值(Vm)，且V0<Vv<Vm；
S2：自动控制系统接收液位传感器水仓液位信息H及所对应的水仓储水量V、该峰谷时段的剩余时长t，通过计...

【专利技术属性】
技术研发人员：修德江，李兵强，杨成财，卢玉明，张彤，张晓淼，姜山红，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21