摘要：随着我国能源开采技术的不断完善，在我国的煤矿开采过程中被广泛的使用。针对煤矿井下主排水系统设计中主排水泵台数多、供电电压高、输出功率大、启动电流大、运行工况复杂、停车时对设备产生冲击等情况，对井下主排水系统进行技术改造，使用QBG-IB0/6000R防爆型高压软启动器对排水泵电动机进行降压启动，利用PLC技术实现煤矿井下主排水系统的自动控制，达到节约电能目的。通过改造，主排水系统运行良好，节能效果明显，具有很好的经济与社会效益。
关键词：煤矿井下；排水系统；节能技术
引言
近些年，我国的煤矿开采技术逐渐的趋向于节能绿色环保的方向发展。一般而言，煤矿主排水泵房的供电线路须大于1趟。倘若某条回路出现意外，发生中断供电的故障，那么其他回路便可及时派上用场，继续为排水系统负荷供电。在煤矿井下，多台水泵会安装于主排水泵房。通常来说，有工作的水泵，也有备用的水泵，同时还有备用检修水泵，以此来确保煤矿主排水系统的顺利工作。该类人工操作模式有很多弊端，如操作程序复杂、劳动强度大、设备故障率高、主排水泵运行启动时间长、人为影响因素多等，并且会间接造成人力、物力浪费。因此，为实现矿井的现代化管理目标，应打破这一固有的传统模式，煤矿井下主排水系统的节能改造刻不容缓。这也响应了我国对于节能环保的号召，有利于对我国能源的节约，并起到环境保护的作用，为国家的整体经济发展提供重要的基础支持。
1改造方案
对于煤矿井下的技能技术的发展情况来看，为完成煤矿井下主排水系统的节能技术改造任务，可借助如下方案加以尝试：在煤矿井下中央泵房安装5台离心水泵，其中2台工作水泵，2台备用水泵，1台检修水泵；以自动化控制为控制方式，排水泵主电机选择软启动方式，采用矿用隔爆型高压软启动柜。这种主排水自动化系统是以光纤工业以太网为基础而应用的，其优点不仅在于可以让水泵实现单机控制，还可以通过以太网传输接口模块与设置将安装在井下的中央变电所网络交换机和控制系统连接起来，从而使煤矿地面调度中心能够对井下全部被控设备实现及时而有效的控制与检测。
2煤矿井下排水系统改造原因
一般情况下，在煤矿井下的生产中。煤矿主排水泵房中至少要准备两条供电线路，才能保证井下排水系统的正常运转。假如一条供电线路出现故障停止运转，还有另外一条供电线路可以启用，来维持排水系统的正常运转。相应配套的设备，例如水泵也要至少安排两台，一台正常使用，一台作为备用，要保证煤矿主排水系统运行的安全性与稳定性，还需要同时安装备用检修的水泵。采用这样的配备模式，有以下几个缺点：一是人力劳动强度会增加，同时随着强度的增加，系统运行受人为影响因素的干扰也会增加。二是这样的配备模式会使系统操作更繁琐。而且还会造成主排水泵运行费用高、启动时间长、自动化程度差、故障率高等等。要想保证井下排水系统的正常运行，就必须在人力物力上面增加投入，而这种投入与现代化煤矿的要求是相悖的，所以，有必要对上述排水系统进行有效的技术改造，提高技能效益。
3煤矿井下主排水系统节能技术措施
3.1自动控制系统结构
煤矿井下自动控制系统的结构中主要包含了：第一，地面总监控站自动控制系统中的地面总监控站是井下主排水系统的总指挥部，它设置于煤矿地面调度中心，通过工作站，该中心对井下情况进行实时的监控、监视与检测，尤其注意中央排水泵房各项设备的运行状况。第二，工业以太网网络结构自动控制系统中的工业以太网是井下主排水泵的监控系统的主干网，通过它，自动控制系统能够便利地采集信号，从而对井下主排水系统的设备与设施进行十分有效的监控。第三，煤矿井下主排水系统监控单元监控主控制站、信号采集装置和各类传感器是主排水系统监控装置的主要构成单元。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，主控制站是其通信核心，能够有效实现地面控制中心与井下分站监控之间信息的上下传播，并借助排水系统操作显示屏，将井下主排水系统的运行数据呈现出来，从而将更为精准有用的运行信息传送给相关工作人员。
3.2采用软启动电控设备
煤矿井下软启动电控设备的使用中需要以下几步：第一，防爆型高压软启动器运作原理主电路与控制电路为防爆型高压软启动器的两个主体性构成部分，被控电动机和三相供电电源通过软启动器主电路的三组反向并联可控硅而被串联起来。水泵电动机运行前，控制电路会对可控硅导通角的幅度进行控制，进而不断提高加于电动机端的电压值，随之而来的是电动机转动速度的不断增大，一直到它达到额定转速时方会停止。第二，软停车的特点遇到井下排水系统主排的水泵电动机直接停车的情况时，由于流体运动速度受到的影响较大，有压管路内的动量会发生剧烈变动，水击现象会出现于管路之中，这无疑将会对水泵、阀门、排水管道等重要设备或零件构成相当严重的威胁，甚至有可能对水泵管道或阀门产生根本性破坏。第三，软启动主电路控制接线的特征在遇到排水泵启动或停车的情况后，软启动主电路控制接线的晶闸管将以软启动、软停车为目标及时地投入运行。在水泵完成开启之后，旁路接触器会合闸，将晶闸管短接，水泵主电机接受供电电源全电压，并正式进入运行状态。这种安装接线有很多优势，它们集中体现于，在水泵的工作状态中，主电机和电网是直接连接的，没有谐波；可将旁路接触器视作一项备用措施，在晶闸管出现问题时或其他紧急情况下，旁路接触器能够使水泵主电机直接启动，主排水系统工作的安全性和持续性获得了相当程度的保障。
3.3煤矿井下主排水控制系统作用
煤矿井下主排水控制系统可以根据运行时间长短、井下涌水量的状况、用电负荷大小以及煤矿生产工作制实现对主排水泵的自动启动或者自动停止。煤矿井下主排水控制系统可以根据检测到的数据及时判断排水泵的运行状况，假如排水系统在运行过程中出现了故障，系统可以根据故障出现情况来判定故障类型，并做出相应的应急处理措施，例如停止水泵运转。而且只要控制系统发现了异常的运行情况，就会发出警报，以及时提醒工作人员进行处理。此外，煤矿井下主排水控制系统还可以与煤矿生产综合调度系统进行实时连接。煤矿井下主排水泵主要有手动操作与自动操作两种控制方式：在手动控制方式下，能够实现自动控制故障，或者退出集控时在机房操作箱上的操作；在自动控制方式下，既可以在上位机上通过鼠标键盘来完成操作，也可以实现无人值守时的全自动运行，相当方便。
结语
根据上述的内容可以看出，在我国的煤矿企业井下排水主控制系统中经过技术改造后，主排水泵能够在联控状态下运行，对于一些无作为运行可以进行有效的规避，并使主排水泵实现了自动启动与自动停机。这样就提高了系统的运行效率，也会大幅度的减少煤矿系统运行检修维护量。系统的节能效果显著，事故率大大降低，技术合理，运行安全可靠，不仅从根源上彻底解决了煤矿排水系统电能浪费的问题，节能效果显著，同时提高了煤矿的现代化管理与装备水平能力，取得了良好的安全效益、社会效益以及经济效益，值得广泛推广。
参考文献
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论文作者:贠鹏举
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
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