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大柳塔煤矿井下智能供水体系设想与操纵

来源: 神东新疆煤炭团体心理咨询,甘肃 神木 作著:王 飞 组阁年月日:2019-05-20
      摘 要: 为使供水压力恰到益处的知足出产须要,削减人力和能源华侈,大柳塔煤矿展开了井下智能 供水体系设想与革新。从矿山各体系完成综合智能化自我调理的方针动身,论述了大柳塔煤矿井下 供水体系的用处和缺点; 在明白供水体系完成智能化的任务道理后,重点论述了智能供水体系所具备 的功效。大柳塔煤矿井下智能供水体系的操纵,大大削减了任务量,进步了装备运转效力 和操纵寿命,降落了电能消耗,可实时发明漏水景象,为矿井宁静出产供给了一定保证。
 
弁言
      今朝煤矿产物价钱较低、资本开采愈来愈深、作 业环境卑劣、从业职员老龄化严峻、人材欠缺、人力 本钱爬升,宁静环保请求愈来愈严酷等倒霉前提都 迫使煤矿企业必须向规模化、粗放化、协同化改变,采矿手腕向遥控化、智能化甚至无人化成长也是必 然趋向。智能矿山今朝还没有构成同一界说,按照当 前的成长阶段,大抵构成一个扶植方针,即出产工艺 主动化、物流办理智能化、牢固举措措施无人化、出产办理周全信息化,很是终完成矿山的宁静、绿色、高效开 采,做到理念立异、体系体例立异、办理立异、手艺创 新[1-3]。智能矿山扶植起首是根本数据扶植,即建 成大数据存储与阐发平台和矿山物联网平台,这是 完成矿山智能化的先决前提。其次是完成出产办理的收集化、长途化、遥控化甚至无人化,很是后使煤矿企业采矿功课关键、挑选加工关键、运输关键、发卖关键完成完整无缝化、智能化[4-6]。而井下供水系 统智能化是矿井智能化扶植的一局部,经由进程对井下 供水体系的主动化革新,到达供水泵房无人值守、运 行很是报警、汗青数据阐发、毛病判定等目标,使整 个供水体系完成恒压供水自我调理、体系漏水主动 停泵等功效。 1 大柳塔煤矿井下供水体系
1. 1 大柳塔煤矿公开水库
      大柳塔煤矿公开水库操纵“水往低处流”道理, 在活动进程中完成了污水污染的功效,流到低凹处 完成了储水成库的功效,净水流出操纵自压输水的 功效。初次在井下扶植了公开水库,缔造性地设想施工了宁静靠得住的公开水库野生坝体,并将井下污 水全数回灌到采空区自然污染贮存操纵,完成污水 近零升井; 同时,初次胜利施工了 155 m 的大垂深垂 直钻孔,并操纵“连通器”道理,尽能够地完成“自然压差供水”,公道高效轮回操纵,让矿井水紧紧处于 掌控当中,节流了能源,掩护了水资本,掩护了环境, 保证了矿井宁静。
 
1. 2 煤矿井下供水用处 古代化矿井中的高产能是操纵大型机电装备实
      现的,此类装备运转进程中常常发烧较高,通俗的风 流冷却体例已不能知足装备散热须要,以是须要 供水体系供给冷却介质,进步散热效力[7-11]。煤矿 井下煤尘、岩尘、瓦斯等浓度较高,供水体系将水雾 喷洒到氛围中具备很强的降尘消尘感化,能够有用 改良矿井天气,也是消防用水的首要来历。综采任务面液压支架、液压单体的乳化液须要将乳化油与 水按比例调制,作为液压传动的前言,此中的水就来自井下供水体系。供水体系为井下路面冲刷、卫生 清算供给水源,能够有用进步矿井宁静品质规范化。 综上所述煤矿井下供水首要用于装备散热、喷雾降尘、 消防灭火、设置装备摆设乳化液、进步宁静品质规范化等用处。
 
1. 3 煤矿井下供水体系缺点
      宁静题目: 煤矿井下供水普通由空中经由进程供水 管路操纵自然压差供水,因为采区层高差别会影响矿井宁静出产; 供水管路呈现漏水景象首要依托工 人沿供水线路梭巡,没法实时发明,为矿井的宁静生 产带来隐患。水质题目: 大柳塔煤矿井下供水体系水源来自 公开水库,因为积淀过滤不完整和管路锈蚀等缘由 致使水体混浊、水质不达标,会呈现梗塞净水体系过 滤网的景象影响一般出产,而改良水质增添药剂的 进程中须要岗亭工手动开泵注入,凭经历判定,没法 切确掌握药量。 资本华侈: 污染水箱须要岗亭工按期清算冲刷 积淀物,增添了任务量,占用了人力资本。而后,多 台供水加压泵同时运转没法切确供给出水压力,造 成能量的华侈和装备的过分运转。 2 大柳塔煤矿井下智能供水体系设想 大柳塔煤矿井下智能供水体系分为水污染处置 体系和恒压供水体系两局部。老旧的供水体系各环 节都须要野生操纵,工序繁复效力低下,没法对供水宁静体系有用监测,严峻限制供水品质,须要对供水宁静体系遏制主动化革新。
 
2. 1 水污染处置体系装备革新 改换水仓进水阀门: 公开水库操纵自然压差向
      原水仓供水,原水仓操纵阀门调理供水量坚持原水 仓液位知足出产; 将原水仓进水阀门改换为电动阀, 按照原水仓液位设定的高低限值节制电动阀开停, 使原水仓液位坚持在限制值内。 装配多参数水质监测仪: 原水仓水源颠末污染 水箱污染后由离心泵注入净水仓,净水仓装配多参 数水质监测仪,实时监测水质参数。 装配计量泵: 污染水药箱经由进程自然积淀和增添 药剂改良水质,在药剂箱与污染水箱之间装配计量泵,经由进程监测到的水质参数节制计量泵启停,完成主动定量增添药剂,改良水质。 净水箱反冲刷管路装配电动阀: 污染水箱积淀 物经由进程反冲刷办理完成外排,在净水箱反冲刷管路 装配电动阀,经由进程法式长途节制电动阀按时启停,完成主动反冲刷,清算水箱积淀物。 完成主动和长途节制: 水仓液位、电动阀、多参 数水质监测仪、计量泵经由进程 PLC 完成主动节制和上位机的长途集合监控。
 
2. 2 智能恒压供水体系装备革新 
      装配压力计和流量计: 加压泵机电由变频器控 制,经由进程 PLC 给定频次完成加压泵机电的变频调速 和多台加压泵机电的联动节制。供水体系总管路出 口处装配压力计和流量计,将压力值与流量值作为 恒压供水调理的参考值。煤矿井下盘区采掘任务面供水管路装配压力计,获得用水点压力值为恒压供水体系压力设定供给参考值。 加压泵出水管路装配电动阀: 每台加压泵出水 管路装配电动阀,经由进程 PLC 将电动阀与泵机电联 动,防止停泵时代水流逆行。变频器、压力计、流量 计和 PLC 遏制长途集合监控,在上位机成立人机对 话界面。
2. 3 智能供水体系供电装备革新
      煤矿井下供水体系的供电装备首要有挪动变电 站、真空馈电开关、真空电磁启动器、变频器、照明信 号综合掩护装配。挪动变电站将矿井 10 kV 高压电 变成 660 V 高压能源电,并对高压供电收集遏制监测和掩护; 真空馈电开关对下一级供电装备遏制保 护并对上一级供电线路断绝,真空电磁启动器与变 频器启动机电,照明旌旗灯号综合掩护装配为井下照明 及信息收集装备供给电源和掩护。挪动变电站、真 空馈电开关、真空电磁启动器、变频器、照明旌旗灯号综 合掩护装配全数改装为可通讯掩护器,使其具备数 据上传功效,操纵 Tcp / IP 和 Modbus 通讯和谈与PLC 通讯,完成数据上传,由上位机长途集合监控。
 
2. 4 智能供水体系任务流程
任务道理: 智能供水体系流程图如图 1 所示。 大柳塔煤矿公开水库水源操纵“自然压差”流入智 能供水体系进水管路; 设定原水仓水位高低限值,原 水仓经由进程液位传感器节制进水管电动阀启停使原水 仓水位坚持在恒定规模。设定净水仓水位高低限 值,净水仓经由进程液位传感器节制净水泵启停为净水 仓灌水,使净水仓水位坚持在恒定规模。净水仓安 装多参数水质监测仪,将计量泵与净水泵联动,经由进程监测 pH 值、温度值、电导率、浊度值的水质参数控 制计量泵启停,完成主动定量增添药剂改良水质。
智能供水体系流程图
       功效完成: 净水箱反冲刷管路上装配电动阀,通 过计较机法式设定电动阀启停时候与启停周期,完成主动冲刷净水箱积淀物。上位机收罗煤矿井下盘 区采掘任务面供水压力值,按照出产须要将压力设 定值发送到 PLC,PLC 收罗供水体系总管路压力值 与上位机压力设定值比对,经由进程比对成果将调频信 号发送到变频器,遏制 PID 主动节制; 当很是好台变频 器到达 50 Hz 工频运转后总管路出水压力仍未到达 上位机设定值时,则在坚持以后变频器工频运转的 状况下启动下一台变频器遏制调速,直到总管路出 水压力到达上位机设定值,多台增压泵联动环境下 道理不异。 
       毛病判定: 当供水体系处于恒压供水状况运转 时,总管路出水压力值坚持稳定,而盘区采掘任务面供水压力值短时候内呈现急剧降落的环境,则判定 供水体系管路呈现漏水,此时 PLC 下发告急泊车命 令,并在上位机遏制报警,出产批示职员接到报警后 唆使相干梭巡职员解除毛病。上位机办事器存储智能供水体系汗青运转数据,供水体系保护职员经由进程阐发汗青运转数据曲线判定装备运转安康状况。例 如,阐发一台加压泵运转数据曲线,在工频运转时转速为 1 400 rad /min,出水压力为 2. 3 MPa,当呈现工频运转的转速为 1 400 rad /min,出水压力较着低于3. 3 MPa 时,则可判定为泵叶轮磨损较大或轴承磨 损严峻等毛病,由此为装备毛病判定供给靠得住按照,供给装备检验效力。
水污染处置体系图恒压供水体系集控画面
2. 5 智能供水体系长途集合监控 
      水污染处置体系: 水污染处置体系表示图,如图 2 所示。预设定原水仓液位高低限,当水位低于下 限设定值时则翻开电动阀给原水仓补液,当水位高 于下限设定值时则封闭电动阀遏制补液。预选定水 污染体系泵机电,设定净水仓水位高低限值,当净水 仓液位低于下限设定值时则开启预选定泵机电给清 水仓补液,当净水仓液位高于下限设定值时则封闭预选定泵机电遏制补液。复用水体系坚持净水仓液 位一直在高低限设定值区间内,确保知足智能供水 体系须要。 恒压供水体系集控: 恒压供水体系集控画面,如 图 3 所示,实时监测智能供水体系运转状况、水质、 水仓液位、管路供水压力、管路供水流量等参数。生 产批示职员可按照现实出产须要调剂供水参数,完成全体系的长途集合监控和人机对话。 供电体系集控: 供电体系集控画面,如图 4 所 示,智能供水体系的供电体系完整完成长途集合监 控、供电体系毛病报警及毛病判定判定、长途分合闸、汗青数据存储和汗青操纵记实等功效。
供电体系集控画面
3 结语
      大柳塔煤矿井下智能供水体系的操纵,大大减 少了井下工人的任务量与任务强度,进步了装备运转效力,增添了体系操纵寿命,降落了电能的消耗, 降落了矿井企业的资料本钱与人力本钱。大柳塔煤矿井下智能供水体系运转后,加压泵房无需再支配 岗亭工值守,供水体系运转状况在上位机实行显现, 体系运转状况完成自我调理,束缚了人的劳能源; 水 污染处置体系主动改良水质,削减了供水管路梗塞和锈蚀消耗,从本源上削减了供水体系毛病产生率, 降落了体系保护本钱; 供水体系装备运转按照现实 操纵须要主动调理至很是优状况,防止了能量和机器 的额定消耗。经由进程体系差别地区地位的供水压力值 对照阐发,能够实时发明漏水景象,为矿井宁静出产供给保证。
 
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