矿井主排水系统监测装置的研制(正式版)
矿井主排水远程监控系统研究
在 煤矿 地下 开采 的过 程 中 ， 由于地 层 中含 水 的
总 第１ ７ ２期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ２ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． １ ２ ． ０ ２ ０
矿 井 主排 水 远 程 监 控 系统研 究
任 俊 伟
（ 潞安矿业集团公司 安监一局， 山西 长 治 ０ ４ ６ ２ ０ ４ ）
２ ． １ 矿 井主排 水 系统 远 程实 时监测 方案 常 村矿 泵 ，
为了提 高主排 水 的可靠性 ， 实现 排水 的 自动化 ， 要 求 在 地面 生产调 度 中心能对 ５台主排水 泵及 出水 口的 电动 闸阀工作 状态 、 故 障状态及 维 护状态 ， 进行 实时
５ ４
任俊伟 ： 矿井主排水远程监控 系统研 究
第２ ２卷 第 １ ２期
３ ） 系 统 设 备 参 数 对 应 实 时 曲线 查 询 。对 正
常运 行 的水泵 电机 电 流 、 水 位 变化 、 排水情况 、 涌水
开启射流阀、 真空阀、 离心泵闸阀等一切可以操作的
设备 。在 操作 这些 设 备 的过 程 中 ， 自动 监 测 系 统仅 仅检 测水 位 ， 而水 位 信息 并 不 参 与 水泵 的启 动 和 停
监 测 。监测 方案 主要功 能如 下 。
１ ） 主排水 系统设备 参数 、 状 态 远 程 实 时 监
矿井主排水装置状态监测及故障诊断系统设计
矿井排水自动化监控系统
矿井排水自动化监控系统一、引言矿井排水是矿山生产中的重要环节，合理高效的矿井排水系统对于保障矿山安全生产至关重要。
传统的人工监控方式存在效率低、安全隐患大等问题，因此，矿井排水自动化监控系统的研发和应用具有重要意义。
二、系统架构1. 系统概述矿井排水自动化监控系统是基于现代信息技术和自动化控制技术的一种集数据采集、传输、处理和控制于一体的监控系统。
通过实时监测矿井排水的水位、流量、压力等相关参数，实现对排水设备的自动控制和故障报警。
2. 系统组成（1）传感器：安装在矿井排水管道中，用于实时采集矿井排水的水位、流量、压力等参数。
（2）数据采集模块：负责将传感器采集到的数据进行采集、处理和传输，将数据传输至监控中心。
（3）监控中心：接收并处理传感器传输的数据，并进行实时监控、分析和控制。
（4）控制设备：根据监控中心的指令，对排水设备进行自动控制，实现自动化排水。
（5）报警系统：当监测到排水异常情况时，及时发出报警信号，提醒相关人员进行处理。
三、系统功能1. 实时监测：通过传感器采集矿井排水的水位、流量、压力等参数，实现对排水情况的实时监测。
2. 数据分析：对采集到的数据进行分析，生成报表和趋势图，为矿山管理人员提供决策依据。
3. 自动控制：根据监控中心的指令，对排水设备进行自动控制，提高排水效率。
4. 故障报警：当监测到排水异常情况时，及时发出报警信号，提醒相关人员进行处理，避免事故发生。
5. 远程监控：通过网络技术，实现对矿井排水系统的远程监控和管理，方便矿山管理人员进行远程操作。
四、系统优势1. 提高安全性：通过实时监测和自动控制，减少人为操作的风险，提高矿井排水的安全性。
2. 提高效率：自动化控制排水设备，提高排水效率，减少人力资源的浪费。
3. 减少人工成本：传统的人工监控方式需要大量的人力投入，而自动化监控系统可以减少人力成本。
4. 数据分析：通过对采集到的数据进行分析，可以了解排水设备的运行情况，及时发现问题并进行处理。
矿井排水自动化监控系统研究
互分离 的系统 ． 研究 新方案优 化排水 、 泥系统 。经 对 排 排泥量 与排 水量 的合 理 匹配 ， 以无 底 阀的引水 方式 ， 辅 使 水泵 （ 无论 是单机工 作还是联 合 丁作 ） 系统 总 能在 水 最高效率状 态下 工作 ， 最大 限度地减 少管 网能耗 ， 过 通 Ｐ Ｃ控制实现 矿 山井下 排水 系统 自动化 。 Ｌ 文献 ［ ］ ２ 系统
为 单 主 一 、多 主 多 从 或 两 者 的混 合 系统 。连 接 到 从 Ｐ Ｏ ＩＵ Ｒ ＦＢ Ｓ网络上 的 主站按 其总线 地址 的升序组 成一 个逻 辑令牌 环 ， 中主站是 一个接 一个地 排列 的 ， 制 环 控 令牌 均按这个 顺序传 递 令 牌提供 存取传 输介 质 的权
泵房 间的信息 共享 。 且实现 地面调 度 的集 中控 制 ， 而 从
而实 现排水泵 房的远 程控制 和无人值 守 。
１ Ｐ ＯＦ Ｂ 排水系统 采用人 工控制 。水 泵开停 及选
择切换 均 南人 工进行 ， 依赖 于工 人 的责任 心 ， 能根据 不
Ｐｏ ｂ ｓ Ｐ ） ｒｆ ｕ— Ａ 的总线 拓扑 。当通信介 质采用屏 蔽双绞线 ｉ 或 光缆 ．通信 距 离 最 远 １０ ２ ０ｍ，速 率范 围 ９ ｂ ｓ ６ｋ ｐ ～ １Ｍｂ ｓ ２ ｐ 。系统 中的最 大站 点数 为 １７个 ， ２ 当系统 中需
连接 的 站点 多 于 ３ ２时 ， 使用 中继器 相连 接 ， 使用 中继 器 可 以实现树 型 和星 型总线 结构 。Ｐ Ｏ Ｉ Ｕ Ｒ Ｆ Ｂ Ｓ使用 混
能够根 据管 网压 力 、 流量 信号 自动 调整泵 的运 行状 态，
实现无 级压 力调整 ； 计 的控制 程 序， 水 泵可 以 自动 设 使
矿井排水自动化监控系统
矿井排水自动化监控系统引言概述：矿井排水自动化监控系统是一种利用现代化技术手段对矿井排水进行实时监测和控制的系统。
该系统能够提高矿井排水的效率和安全性，减少人力资源的浪费，保障矿井的正常生产运行。
本文将从五个方面详细介绍矿井排水自动化监控系统的实施和优势。
一、传感器技术的应用1.1 传感器的选择：矿井排水自动化监控系统需要选择合适的传感器来实时感知矿井内的水位、流量、压力等参数。
常用的传感器包括液位传感器、流量传感器和压力传感器等。
1.2 传感器的安装：传感器需要安装在矿井排水系统的关键位置，以确保对关键参数的准确监测。
安装位置的选择要考虑到水流的特点和矿井的结构。
1.3 传感器数据的传输：传感器采集到的数据需要通过无线传输方式传送到监控系统中，以便进行实时监测和控制。
常用的无线传输技术包括Wi-Fi、蓝牙和物联网等。
二、数据采集与处理2.1 数据采集：监控系统通过传感器实时采集到的数据包括水位、流量、压力等参数。
这些数据需要经过采集模块进行处理和转换，以便后续的分析和控制。
2.2 数据处理：采集到的数据需要经过滤波、去噪和校正等处理，以确保数据的准确性和可靠性。
同时，还需要进行数据的存储和备份，以便后续的数据分析和查询。
2.3 数据分析：通过对采集到的数据进行分析，可以得出矿井排水系统的工作状态和趋势。
根据分析结果，可以及时采取措施进行调整和优化，以提高排水系统的效率和安全性。
三、远程监控与控制3.1 远程监控：矿井排水自动化监控系统可以通过互联网实现对矿井排水系统的远程监控。
用户可以通过电脑、手机等终端设备实时查看矿井排水系统的工作状态和数据。
3.2 报警与预警：监控系统可以设置相应的报警和预警机制，当矿井排水系统出现异常情况时，系统会自动发送报警信息给相关人员，以便及时采取措施进行处理。
3.3 远程控制：监控系统还可以实现对矿井排水系统的远程控制。
用户可以通过远程控制指令对水泵、阀门等设备进行控制，以实现对排水系统的调整和优化。
矿井排水自动化监控系统
矿井排水自动化监控系统一、引言矿井排水是矿山生产中的重要环节，对于保障矿井的安全生产具有重要意义。
为了提高矿井排水的效率和安全性，矿井排水自动化监控系统应运而生。
本文将详细介绍矿井排水自动化监控系统的标准格式，包括系统介绍、系统组成、系统功能、系统原理、系统特点以及系统的应用。
二、系统介绍矿井排水自动化监控系统是一种基于现代信息技术的监控系统，用于实时监测和控制矿井排水过程。
它通过传感器、控制器、数据采集设备和监控终端等组成，能够对矿井排水的水位、流量、压力等参数进行准确测量和控制。
三、系统组成1. 传感器：矿井排水自动化监控系统采用多种传感器来实时测量矿井排水的水位、流量、压力等参数。
常用的传感器包括液位传感器、流量传感器和压力传感器等。
2. 控制器：矿井排水自动化监控系统的控制器负责接收传感器采集的数据，并根据预设的控制策略进行处理。
控制器通常采用微处理器或可编程逻辑控制器（PLC）等。
3. 数据采集设备：矿井排水自动化监控系统的数据采集设备用于将传感器采集的数据传输给控制器。
数据采集设备可以通过有线或无线方式与控制器进行通信。
4. 监控终端：矿井排水自动化监控系统的监控终端用于显示和记录矿井排水的实时数据和历史数据。
监控终端通常采用计算机、触摸屏或移动设备等。
四、系统功能1. 实时监测：矿井排水自动化监控系统能够实时监测矿井排水的水位、流量、压力等参数，并将监测结果显示在监控终端上。
2. 报警功能：当矿井排水的水位、流量、压力等参数超过预设的安全范围时，矿井排水自动化监控系统会发出报警信号，提醒操作人员及时采取措施。
3. 远程控制：矿井排水自动化监控系统支持远程控制功能，操作人员可以通过监控终端对矿井排水进行远程控制，如调节排水泵的运行状态。
4. 数据记录与分析：矿井排水自动化监控系统能够记录和存储矿井排水的实时数据和历史数据，并支持数据分析功能，帮助用户了解矿井排水的变化趋势和规律。
五、系统原理矿井排水自动化监控系统的工作原理如下：1. 传感器采集：传感器实时采集矿井排水的水位、流量、压力等参数，并将采集的数据发送给控制器。
煤矿井下排水自动监控系统的设计
信 号为 标准 Ｒ ４ ５信 号 ， 输 速 率 为 ９６ ０ ｂ ｓ 传 Ｓ８ 传 ０ ／ ，
式 的情 况下 发生 故 障 ， 可 以 自动 转 换 为 现 场 手动 则
控 制模 式 以保 证安 全 ； 同时 ， 它也 可 以实现 在安 全生 产 指挥 调度 中心对 井下 排水 系统 泵房 的所 有设 备进 行 实 时监视 和控 制 ， 完 成数 据 的记 录 和 查 询 以及 并
寄存 器 、 制寄存 器 、 用 Ｓ Ａ 寄 存 器 ） Ｄ ０ ８ 控 通 ＲＭ 。Ｓ ２ ６ 内置 单路定 时／ 报警 中断 输 出 ， 报警 中断时 间最 长可
的工业 以太 网络 传送 至地 面 。 由于该 系统在 设计 时
化参 数 。Ｋ ６ Ｎ系统 中心站 下发 的初 始化 参 数保 存 Ｊ６
在 Ｅ Ｐ Ｏ 中， ＥＲ Ｍ 即使 掉 电也 不会 丢 失 。在 与 中 心站 的通 信线 路断 开 的情 况 下 ， 站 本 身仍 然 能 准确 无 分 误地 完成 监测 监控 任务 。
（） ３ 每个 泵房 ２ ４ ｈ都 需 要 人 员 值 守 ， 费 人力 浪
资源 ， 职工 的劳 动强 度过 高 。 （ ） 度 中 心无 法 及 时 了解 泵 房 准 确 情 况 ， ４调 存
．
２７ ．
２ １ 年第 １ 期 ０１ ０
在一 定 的安全 隐患 。
中州 煤 炭
总第 １０ ９ 期
安全 得不 到保 障 ， 重 者 可 能 造 成 重 大事 故 。常村 严
煤 矿 原有 的煤 矿 井 下排 水 系统 控 制 的 主 观性 过 强 ， 不能 满 足 当前 矿 井 现代 化 发 展 的要 求 ， 增 加 了煤 且 矿 的运 营成本 ， 在一 定 的安全 隐 患 ， 至严 重影 响 存 甚 到井 下泵 房 的技 术 管理 水 平 、 能降 耗 以及 安 全 生 节 产等 综合 水平 的提高 … 。 鉴 于 以上 情 况 ， 村 煤 矿对 井 下 排水 系统 进行 常 了 自动 化改造 ， 计 了一 种基 于单 片机处 理 的 、 据 设 根
矿井排水自动化监控系统
矿井排水自动化监控系统一、引言矿井排水是矿山生产中至关重要的环节之一，它对于保障矿井安全生产和提高矿山生产效益具有重要意义。
传统的矿井排水监控方式主要依赖人工巡检，存在工作量大、效率低、监测数据准确性难以保证等问题。
为了解决这些问题，矿井排水自动化监控系统应运而生。
二、系统架构矿井排水自动化监控系统主要由以下几个模块组成：1. 数据采集模块：该模块通过传感器等设备实时采集矿井排水相关数据，包括水位、流量、压力等。
2. 数据传输模块：采集到的数据通过有线或者无线方式传输到中央控制中心，确保数据的实时性和准确性。
3. 数据处理与分析模块：中央控制中心对传输过来的数据进行处理和分析，提取关键信息，如异常报警、趋势分析等。
4. 控制指令模块：中央控制中心根据分析结果，生成相应的控制指令，通过控制设备实现对矿井排水系统的远程控制。
5. 用户界面模块：提供用户友好的界面，方便操作人员实时监控矿井排水情况，查看历史数据和报表等。
三、系统功能矿井排水自动化监控系统具备以下主要功能：1. 实时监测：系统能够实时采集矿井排水相关数据，并将其显示在用户界面上，使操作人员能够随时掌握矿井排水情况。
2. 异常报警：系统能够通过设定的阈值对采集到的数据进行实时监测，一旦发现异常情况，如水位超过安全范围、流量异常等，系统将及时发出报警信息，提醒操作人员采取相应的措施。
3. 远程控制：系统支持远程控制矿井排水设备，操作人员可以通过用户界面发送控制指令，实现对设备的开关、调节等操作。
4. 数据分析与报表：系统能够对采集到的数据进行分析，生成相应的报表和趋势图，匡助管理人员了解矿井排水情况和趋势，为决策提供依据。
5. 数据存储与备份：系统能够将采集到的数据进行存储和备份，确保数据的安全性和可靠性。
四、系统优势矿井排水自动化监控系统相比传统的人工巡检方式具有以下优势：1. 提高效率：系统能够实现对矿井排水的实时监测和远程控制，大大减少了人工巡检的工作量，提高了工作效率。
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In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.
（示范文本）
编订：_______________
审核：_______________
单位：_______________
矿井主排水系统监测装
置的研制(正式版)
矿井主排水系统监测装置的研制(正
式版)
使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
矿井主排水系统是煤矿大型设备的一个重要组成
部。
主排水系统如果不能正常运行，会危及整个矿井
的安全生产，甚至造成重、特大财产损失事故。
鸡西
矿业（集团）有限责任公司现有的23个主排水系统
没有高低水位监视报警，水泵吸空报警装置，只靠运
转员巡视。
如要在水位非常情况下，吸水管底阀堵
塞，没能及时发现，就会造成淹泵，甚至淹井事故，
集团公司有的矿井以前曾发生过类似事故。
鉴于这种
情况，我们研制了主排水泵监测装置。
1 工作原理
监测装置主要是通过水位和吸空两块插件板来实现的。
1.1水仓水位显示及报警工作原理。
如图1所示。
在图1中，虚线所圈部分为6段水位板插件电路，其中J1-J6是6段水位动作执行继电器，分别由T1~T12组成的6套（图中只画出3套）两级晶体管放大电路来驱动，这6套放大电路中J1为有水释放型。
J2~J6为有水闭合型。
图1 水仓水位显示及报警电路
J1为第一段水位显示继电器，当水位1处有水时，水的电阻值一般在100K~1MΩ之间，流经R2的基极电流为0.02mA左右。
三极管T1放大，流经R1的电流为1.5mA，此时T1导通，T2截止，J1处于释放状态，J1的常闭点闭合，LED1发光。
当水位1处
没有水时，T1截止，T2导通J1吸合，J1常开点闭合，语言报警Y1发声，同时X8发红光，指示低警戒线水位，因为水位1处常有水。
所以采用J1为有水释放状态。
J2为第二段水位指示继电器，当水位2有水时，T3基极电流为0.02mA左右，T4基极电流为
0.5mA，T4导通，J2有电吸合，LED2发光，指示水位2。
J3、J4、J5、J6级工作原理与J2工作原理相同，放大电路元件参数也基本相同，三极管T1~T12的放大倍数β值要求大于100即可。
R31、R32～R36为继电器降压电阻，数值为120Ω～390Ω，D1为电源整流桥，D2～D7为续流三级管，对于有多个继电器并联和小型继电器大功率三极管的情况，可以不用C3～C8抗干扰电容，也可直接
并接在第一级放大三级管的be结上。
J6为高警戒水位继电器，当J6吸合时，J6常开点闭合LED6发光，指示第6段水位，Y2发声，高警戒水位语音报警。
由于有的主排水系统有甲乙两个不连通的水仓，所以每套水位保护有两个水位插件，分别指示甲乙两个水仓的水位。
图1中的J6ˊ和J1ˊ就是乙水仓水位插件的高低水位继电器接点，以便两个水位插件共用高低水位声光信号Y2、Y1、X7、X8报警系统。
图1中的K1为电源开关，B为220V/36V、15W 变压器，K2是一个双刀双掷语音暂停开关，当甲水仓发生高警戒水位报警时，有时为了调负躲峰的需要，并不马上开泵排水，而是先拨动扭子开关K2，关掉甲水仓高警戒水位语音报警，开始往乙水仓放水。
当乙水仓达到高警戒水位时，J6ˊ闭合，Y2能
再次发出高警戒水位语音报警，这时需开泵排水，待两个水仓水位下降，J6ˊ释放后，方可回复语音暂停开关，当语音暂停开关K2或K3被关掉后，语音暂停报警灯X9发光，提示水泵司机在语音报警消除后，闭合K2恢复语音报警功能。
WY1、WY2、WY3为语音报警器78系列三端稳压电源块，由于78系列三端稳压块的输入电压只允许比输出电压高一倍，所以要从直流30伏稳压到直流6伏，需要三只三端稳压块串联，即7824、7812、7806串联，78系列三端稳压块的中间脚为输入输出公共端，这里只画出7806以示语音报警系统工作电压。
整流桥D1的输出电压为直流30V，正极与地相连，地可以与主排水泵房的接地系统联在一起，这样做有两个好处，一个好处是6段水位电极导线放入要监视的仓即可，省去了一根最易受井下水腐蚀的总电
极的入水，减少了水位电极的维修量；另一个好处是为整台监测装置外壳提供了接地极。
6个水位电极可以用6根1.0mm²的塑皮控制线，做成不等长的电极，为防止对电极的腐蚀，可以在每个电极的前端焊上一个碳刷，再用1:1胶把电极裸露的铜线及焊接点封好即可。
也可以用冷补剂或环氧树脂胶把7芯电缆及7个碳刷全部灌封在一根Φ15mm的塑料管内做入水电极，这样更便于电极的安装及清理。
1.2水泵运行显示及吸空报警工作原理
如图2所示。
在图2中，虚线所圈部分为吸空板电路，吸空板与水位板共用一套30V直流电源，由三管T1～T10组成，5台水泵吸空电充检测电路，由三极管T11～T15组成水泵运行显示电路，LH1~LH5为水泵起动柜电流检测电流互感器。
电流互感器是YWH1-20A/10mA型电流互感器，安
装在水泵起动柜电流表上，与电流表串联，当1#泵起动后，LH1能感应出电流，如果水泵额定电流为100A，起动柜电互感器为100A/5A，则流过电流表的额定的电流为5A，经过LH1互感，在LH1的二次感应出2.5mA的电流，经过D1整流，C1滤波，R1，
W1、R11分压，可在（10）和（16）两端产生10V的电压，这个电压一方面使T11导通，J1有电吸合，X2发光指示，1#泵运行，另一方面通过调整W1可使T1导通，使通过J1常开点和R3的电流流过T1而不流过R4，这样使T6关断，吸空继电器JK不吸合，当发生吸水笼头被堵或者水仓被抽空等故障时，使起动柜电流且电流下降30％达到70A时，（10）和（16）之间的电压下降到7V,电位器W1处得到的分压也降低，LED1截止T1随之截止，电流经过J1的常开接点，经过R3、R4使T6有基极电流而导通，JK
有电吸合，发出吸空报警红灯信号。
图2中的5套吸空电路是相同的，这5套吸空电路的输入与输出之间组成了与非门电路的关系，即：不论有几台泵运行，只要有一台泵电流下降出现吸空就使JK动作，发出声光报警。
图2 水泵吸空报警及运行显示电路
本吸空保护电路在流过起动柜电流表的电流为0.5～10A时均能正常工作，安装调试时，可以先把语音报警关掉，以免语音响后直流电压波动影响调试，再把电位器W1～W5调整到最下端，使1#泵开时运行灯X2和吸空报警灯X1都亮，再逐渐把电位器向上调，直到发光二极管LED1微微发光，此时T1导通，T6截止，JK释放，吸空报警灯X1熄灭，这样当水泵出现吸空，电流下降时，T1就会截止，吸空继
电器JK有电吸合，起到吸空报警作用。
2 主要功能
（1）监测装置，能同时指示主副两个水仓的水仓，每个水仓的水位都分成六段显示。
（2）监测装置最多可同时显示5台水泵的运行状态。
（3）具有高水位和低水位语音报警功能，六段水位显示红灯全亮时高水位语音报警，全灭时为低水位语音报警。
（4）当水泵吸空语音报警时，无论是哪台水泵因不上水而空转运行，都有吸空语音报警。
（5）可以人为的控制语音暂停，红灯显示。
3 结束语
本监测装置制作成本低，使用、安装、维护、方便，故障率小。
我公司12个矿，16对生产井，23个
内部管理系列 | INTERNAL MANAGEMENT 编号：TP-AR-L6044主排水系统，75台水泵，自20xx年8月安装投入后，经半年的运行，各个水仓水位显示准确，没有误报现象，运行安全可靠。
此处输入对应的公司或组织名字
Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here
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