井下临时供水自动减压系统

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【摘要】在矿井二期工程施工中，掘进迎头施工用水一般是从地面向矿井下输送。浅井施工中问题还少一些，但是遇到较深井筒时井下水压也会较大，出现的问题也会较多。

【关键词】供水;自动减压系统;系统

引言：

通常使用的减压阀调节水压的方法的弊端也都显露出来：减压阀经常损坏、调节压力精确度低且忽大忽小造成水管接头漏水或压坏水管。这种供水方法比减压阀更容易控制，为生产带来便利。本系统结构简单、易于安装、便于操作、维护方便、安全可靠。

1、矿井下供水应注意的事项

依照2006年11月1日起实行的煤矿井下消防、洒水设计标准规定，煤矿井下供水的最大压力不得超过4.0MPa，此规定的目标除思考投资本钱、运行本钱外，还要思考到因水压过高变成爆管后可能对在巷道中的行人存在安全要挟。煤矿井下用水重要是消防用水，喷雾降尘用水，机电设备的冷却用水。假如水压太大，让水量消耗大，同时能够对机电设备导致爆裂事件。而水压太小，让水量小造成雾化效果不好，除尘效果差，同时机电装备的冷却水量不足而超温停机。对于采区运用的机电装备对冷却用水水压的需求一般是3.0MPa，理想水压在1.5～2.5MPa，既可以满足装备冷却水压的需求，又能够确保消防、洒水的水压需求。

2、现煤矿常用的供水方式和不足

对于煤层赋存较浅(300～400m)的煤矿，很多使用静压直接向井下供水，而井深超过400m深的矿井就不可以直接供水了，一定要实行降压后才可以供水，不然因压力过高一方面是容易导致管路爆管事件，跑水，浪费水资源，另一方面是爆管后的高压水对在巷道中的行人存在安全要挟。所以较深的矿井常常实用下面3种供水方法：

2.1在井下建降压水池，以静压向井下降压水池供水的是地面的水经井筒中的管道，在降压水池边建设给水泵站，经过水泵向采区供水。这种供水方法的不足是只可以让主水平大巷的供水压力相符标准规定，不可以确保上山采区、下山采区的供水压力适当，水泵供水还消耗大量的能源，供水体系的维护本钱高。

2.2疏水降压阀是要在在井下大巷的主供水管道上建设的，直接向大巷水沟中排放出一些水来达到降压的目标。其不足是排放的水被浪费，加强了矿井的排水量，不可以确保井下供水体系的压力稳固，上山采区、下山采区的供水压力不适当。

2.3老矿井也使用井下建水池，搜集采空区的水，再经过水泵向每个采区供水。其不足是不可以确保上山采区、下山采区的供水压力适当，还有没有解决的井下水中含有腐蚀性的因素，加强了管路与机电设备的故障率，增加了维修本钱，同时影响管路与机电设备的运用寿命，无形中加多了矿井的生产本钱。

3、系统结构

本系统包括有水压传感器，智能数显控制仪，接触器，供水泵共四个组成部分，需若干电缆联接。水压传感器测量范围为0到6MPa，安装在井底供水管道上即可。智能数显控制仪采用与水压传感器配套产品即可，按产品说明调节使用参数。这里我们采用的是广东佛山生产的产品。其中最小值设置为4MPa，回差值为2MPa，最大值为最小值与回差值相加而得为6MPa，使用模式为最小值以下输出信号，最大值停止输出，回落到最小值以下再次输出信号。接触器按照水泵功率大小选取。供水用的水泵按井下施工用水量选取。地面电缆根据负荷量选取，水压传感器与智能数显控制仪之间的电缆应考虑压降选取横截面较大的电缆。

4、自动供水原理

水压传感器测试到水压低于4MPa，反映到智能数显控制仪，控制仪常开点闭合，带动接触器吸合，供水泵得电工作，为井下供水。当水压高于6MPa时，控制仪常开点释放，水泵停止供水。当水压回落到4MPa以下时，供水再次开始。

5、系统控制线路示意图

传感器电源信号控制仪电源

水泵电源

6、自动控制系统应用

6.1排真空环节系统应用

排真空节点应小心水泵叶轮和水位情况的掌控，查看叶轮是不是完全浸在水中，保证水泵之内不能有空气存在，从而防止水泵出现不上水问题或烧坏部件。在排真空环节的实践使用操作中，要使用射流阀等工具确保足够的真空度，并运用高精度的传感器河压力检验法观察水泵事务环境中的真空度。

6.2闸阀操纵应用

在井下水泵闸阀操纵节点的运用中，要尽量降低闸阀的启动功率，小心水泵的事务性质对启动功率的影响，假如为离心式水泵，则要在确认关闭闸阀后在启动水泵。还有，当水泵停车之时，要最先保证闸阀关闭，在渐渐减缓流速，直到水泵停车。

6.3水位自动监控环节应用

水位自动监控环节的应用中，要着重检验与控制水位高低，并依据水位的高低转变控制水泵的开关。当水位处于水位二之时，水位传感器依据当时的计费时段推断是不是启动了，如果当时正处于高计费段，就先不启动;如果处于低计费段，就马上启动。水位处于水位三之时，水位传感器马上发出启动指令。水位处于水位四之时，水位传感器马上开启另一台水泵共同排水，来保证正常的排水速度，进而把矿井内部水位维持在一定的领域之内。其它，小心矿井水位在水位1之下时才能够关闭水泵，不同水位的控制办法由PLC软件决定。

6.4参数传示环节应用

参数传示环节的应用中，应由其小心运用操作台模拟屏对水仓的水位、泵机压力和流量与每种闸阀状况发挥监控功能。参数传示中全部检验到的状况参数都有矿井PLC体系传输网络传输至地面计算机实行解决分析，并进一步传出相关的表格和图像，帮助地面生产管理人员正确推断、实时知道井下设备运行情况和实践工况，并更加精准地拟定并发出控制和调节指令。

7、结语

总之，矿井供水系统作为煤矿生产的必要环节，它的安全、可靠运行直接关系到煤矿的正常生产。随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，实现全矿井的数据采集、生产调度、决策指挥的网络化、信息化、科学化以及提高矿井劳动效率和现代化管理水平的要求，使得矿井自动供水系统变得越来越重要。

参考文献：

[1]刘坚.井下供水管网自动调节与监控系统研制与应用[J]. 电子设计工程. 2012(04)

[2]李明军，章俊，赵玉珍，等.井下水泵自动控制系统的应用和管理[J].煤矿机电，2010，(2)：75-77.

[3]朱全印.矿井泵房节能型自动控制系统的研制与应用[J].煤炭工程，2009，(7)：115-116.

井下临时供水自动减压系统