井下臨時供水自動減壓系統(tǒng)

于帆

【摘要】在礦井二期工程施工中，掘進迎頭施工用水一般是從地面向礦井下輸送。淺井施工中問題還少一些，但是遇到較深井筒時井下水壓也會較大，出現(xiàn)的問題也會較多。

【關鍵詞】供水；自動減壓系統(tǒng)

引言：通常使用的減壓閥調節(jié)水壓的方法的弊端也都顯露出來：減壓閥經(jīng)常損壞、調節(jié)壓力精確度低且忽大忽小造成水管接頭漏水或壓壞水管。這種供水方法比減壓閥更容易控制，為生產(chǎn)帶來便利。本系統(tǒng)結構簡單、易于安裝、便于操作、維護方便、安全可靠。

1.礦井下供水應注意的事項

依照2006年11月1日起實行的煤礦井下消防、灑水設計標準規(guī)定，煤礦井下供水的最大壓力不得超過4.0MPa，此規(guī)定的目標除思考投資本錢、運行本錢外，還要思考到因水壓過高變成爆管后可能對在巷道中的行人存在安全要挾。煤礦井下用水重要是消防用水，噴霧降塵用水，機電設備的冷卻用水。假如水壓太大，讓水量消耗大，同時能夠對機電設備導致爆裂事件。而水壓太小，讓水量小造成霧化效果不好，除塵效果差，同時機電裝備的冷卻水量不足而超溫停機。 對于采區(qū)運用的機電裝備對冷卻用水水壓的需求一般是≤3.0MPa，理想水壓在1.5～2.5MPa，既可以滿足裝備冷卻水壓的需求，又能夠確保消防、灑水的水壓需求。

2.現(xiàn)煤礦常用的供水方式和不足

對于煤層賦存較淺（300～400m）的煤礦，很多使用靜壓直接向井下供水，而井深超過400m深的礦井就不可以直接供水了，一定要實行降壓后才可以供水，不然因壓力過高一方面是容易導致管路爆管事件，跑水，浪費水資源，另一方面是爆管后的高壓水對在巷道中的行人存在安全要挾。所以較深的礦井常常實用下面3種供水方法：

2.1在井下建降壓水池，以靜壓向井下降壓水池供水的是地面的水經(jīng)井筒中的管道，在降壓水池邊建設給水泵站，經(jīng)過水泵向采區(qū)供水。 這種供水方法的不足是只可以讓主水平大巷的供水壓力相符標準規(guī)定，不可以確保上山采區(qū)、下山采區(qū)的供水壓力適當，水泵供水還消耗大量的能源，供水體系的維護本錢高。

2.2疏水降壓閥是要在在井下大巷的主供水管道上建設的，直接向大巷水溝中排放出一些水來達到降壓的目標。其不足是排放的水被浪費，加強了礦井的排水量，不可以確保井下供水體系的壓力穩(wěn)固，上山采區(qū)、下山采區(qū)的供水壓力不適當。

2.3老礦井也使用井下建水池，搜集采空區(qū)的水，再經(jīng)過水泵向每個采區(qū)供水。其不足是不可以確保上山采區(qū)、下山采區(qū)的供水壓力適當，還有沒有解決的井下水中含有腐蝕性的因素，加強了管路與機電設備的故障率，增加了維修本錢，同時影響管路與機電設備的運用壽命，無形中加多了礦井的生產(chǎn)本錢。

3.系統(tǒng)結構

本系統(tǒng)包括有水壓傳感器，智能數(shù)顯控制儀，接觸器，供水泵共四個組成部分，需若干電纜聯(lián)接。水壓傳感器測量范圍為0到6MPa，安裝在井底供水管道上即可。智能數(shù)顯控制儀采用與水壓傳感器配套產(chǎn)品即可，按產(chǎn)品說明調節(jié)使用參數(shù)。這里我們采用的是廣東佛山生產(chǎn)的產(chǎn)品。其中最小值設置為4MPa，回差值為2MPa，最大值為最小值與回差值相加而得為6MPa，使用模式為最小值以下輸出信號，最大值停止輸出，回落到最小值以下再次輸出信號。接觸器按照水泵功率大小選取。供水用的水泵按井下施工用水量選取。地面電纜根據(jù)負荷量選取，水壓傳感器與智能數(shù)顯控制儀之間的電纜應考慮壓降選取橫截面較大的電纜。

4.自動供水原理

水壓傳感器測試到水壓低于4MPa，反映到智能數(shù)顯控制儀，控制儀常開點閉合，帶動接觸器吸合，供水泵得電工作，為井下供水。當水壓高于6MPa時，控制儀常開點釋放，水泵停止供水。當水壓回落到4MPa以下時，供水再次開始。

5.系統(tǒng)控制線路示意圖

傳感器電源信號 控制儀電源

接

觸

器

控

制

線

水泵電源

6.自動控制系統(tǒng)應用

6.1排真空環(huán)節(jié)系統(tǒng)應用

排真空節(jié)點應小心水泵葉輪和水位情況的掌控，查看葉輪是不是完全浸在水中，保證水泵之內不能有空氣存在，從而防止水泵出現(xiàn)不上水問題或燒壞部件。在排真空環(huán)節(jié)的實踐使用操作中，要使用射流閥等工具確保足夠的真空度，并運用高精度的傳感器河壓力檢驗法觀察水泵事務環(huán)境中的真空度。

6.2閘閥操縱應用

在井下水泵閘閥操縱節(jié)點的運用中，要盡量降低閘閥的啟動功率，小心水泵的事務性質對啟動功率的影響，假如為離心式水泵，則要在確認關閉閘閥后在啟動水泵。還有，當水泵停車之時，要最先保證閘閥關閉，在漸漸減緩流速，直到水泵停車。

6.3水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)應用

水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)的應用中，要著重檢驗與控制水位高低，并依據(jù)水位的高低轉變控制水泵的開關。當水位處于水位二之時，水位傳感器依據(jù)當時的計費時段推斷是不是啟動了，如果當時正處于高計費段，就先不啟動；如果處于低計費段，就馬上啟動。水位處于水位三之時，水位傳感器馬上發(fā)出啟動指令。水位處于水位四之時，水位傳感器馬上開啟另一臺水泵共同排水，來保證正常的排水速度，進而把礦井內部水位維持在一定的領域之內。其它，小心礦井水位在水位1之下時才能夠關閉水泵，不同水位的控制辦法由PLC軟件決定。

6.4參數(shù)傳示環(huán)節(jié)應用

參數(shù)傳示環(huán)節(jié)的應用中，應由其小心運用操作臺模擬屏對水倉的水位、泵機壓力和流量與每種閘閥狀況發(fā)揮監(jiān)控功能。參數(shù)傳示中全部檢驗到的狀況參數(shù)都有礦井PLC體系傳輸網(wǎng)絡傳輸至地面計算機實行解決分析，并進一步傳出相關的表格和圖像，幫助地面生產(chǎn)管理人員正確推斷、實時知道井下設備運行情況和實踐工況，并更加精準地擬定并發(fā)出控制和調節(jié)指令。

7.結語

總之，礦井供水系統(tǒng)作為煤礦生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)，它的安全、可靠運行直接關系到煤礦的正常生產(chǎn)。隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)工作的日益重視，實現(xiàn)全礦井的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調度、決策指揮的網(wǎng)絡化、信息化、科學化以及提高礦井勞動效率和現(xiàn)代化管理水平的要求，使得礦井自動供水系統(tǒng)變得越來越重要。

參考文獻 ：

[1]劉堅.井下供水管網(wǎng)自動調節(jié)與監(jiān)控系統(tǒng)研制與應用[J]. 電子設計工程. 2012（04）

[2]李明軍，章俊，趙玉珍，等.井下水泵自動控制系統(tǒng)的應用和管理[J].煤礦機電，2010，（2）：75-77.

[3]朱全印.礦井泵房節(jié)能型自動控制系統(tǒng)的研制與應用[J].煤炭工程，2009，（7）：115-116.