井下水泵房自動排水系統(tǒng)研究.pdf

1、煤炭行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效的發(fā)展，礦井安全問題已成為制約煤炭生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。井下涌水是危及礦井安全的重要因素。一旦發(fā)生井下透水事故，不僅影響井下生產(chǎn)，甚至?xí)沟V井淹沒，危及生產(chǎn)工人生命。井下水泵房排水系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著整個礦井積水排除的任務(wù)，其安全可靠性直接影響礦井生產(chǎn)的效率和安全。目前，我國大多礦井水泵房仍然普遍使用傳統(tǒng)的人工操作排水系統(tǒng)。這種排水系統(tǒng)由于自動化程度低，應(yīng)急能力差，存在很大的安全隱患。隨著我國煤炭行業(yè)的發(fā)展

2、，井下排水系統(tǒng)自動化已成為亟待解決的問題。 本課題從我國煤礦生產(chǎn)實際出發(fā)，針對現(xiàn)有排水系統(tǒng)存在的弊病，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和控制理論，研究開發(fā)適于煤礦井下使用的自動排水系統(tǒng)。利用工業(yè)專用可編程控制器PLC和超聲波液位檢測裝置，組成自動監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)水倉水位變化情況，實現(xiàn)自動排水。 依據(jù)液壓傳動理論和流體力學(xué)原理，研究開發(fā)了兩種可控閘閥，以適應(yīng)不同環(huán)境下的井下排水系統(tǒng)，解決了井下排水系統(tǒng)自動控制的難題，并通過理論和試驗驗證了其

3、可行性。 利用現(xiàn)代最優(yōu)控制理論，分析礦井涌水情況和用電情況，建立了排水系統(tǒng)的離散數(shù)學(xué)模型。根據(jù)最優(yōu)性原理，用動態(tài)規(guī)劃法，對排水系統(tǒng)進行分段決策控制，并提出通過遞推算法對數(shù)學(xué)模型進行求解，得出獲取最優(yōu)控制策略的一般方法。 本課題研究的井下自動排水系統(tǒng)具有以下特點：水位實時在線檢測與顯示；水泵自動啟動與停止；多臺水泵實行“輪班工作制”，提高水泵使用壽命；根據(jù)涌水量大小和用電“避峰就谷”原則，自動控制投入運行的水泵臺數(shù)；與礦井