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摘 要：矿井施工的安全性与多方面因素有关，其中主排水的有效性及排水效率是保证矿井施工中安全性的重要因素。近年来，我国矿难发生次数逐步减少，这与矿金的主排水自动化控制系统技术的不断创新及完善相关。从主排水自动化控制技术分析看，并没有在全国的矿井施工中形成广泛应用，现有的人工管理方式安全性无保障、设备运行效率低，且经济性差，因此引入排水自动化控制系统。
关键词：自动化控制系统；矿井；主排水
矿井施工技术中的主排水自动化控制系统属于机电专业领域，其是矿井施工过程中保证安全性因素的关键，从施工技术人员角度分析，其能够保证施工技术人员的安全，同时提高矿井施工的效率。近现代，随着电子计算机技术及远程信息处理技术的不断发展，无人值守的远程自动化操控技术应用不断实现，因此在矿井主排水实际操作中，也引入了相应的自动化控制系统，成为矿井远程控制发展的必然趋势。自动化控制系统主要是电信号与光信号进行相互转换，进而实现整个光缆传输信号的有效性，利用电脑发出的信号，将信号传送到现场的PLC信息收集系统，用PLC自动控制系统中的编程程序实现水泵的开关，进而实现矿井主排水的自动化控制。
一、矿井实现主排水重要性
地下水丰富，在矿井事故中，瓦斯爆炸和排水不畅是两大事故发生原因，再加上地下水常年累积，造成不同程度的水流倒灌，影响了矿井施工的进程及安全性。地下水的水源较多，不仅仅是雨水、河水等，还有地表水、断层水和相应的矿井作业用水，因此在矿井施工过程中排水作业的工作量是巨大的，从数据上分析，我国每年将地下水抽排到地面以上的水量就达到40亿m3，因此作为矿井作业系统来说，如果不及时将矿井内部的水量及时排出，那么就会影响到整个矿井的施工作业，严重情况下会对施工人员构成危害。
二、矿井主排水自动控制系统设计要求
本章节以淮南矿业集团的矿井施工项目为例，作为需求排水量较大的潘北矿井施工中，其设计生产能力为240万t/a，矿井内部施工的有效面积为15平方公里。在2008年的3月份正常投入运行，截止目前，矿井内的最大涌水量为80m3/h，正常涌水量为6080m3/h，在矿井施工内部地下650m处设置相应的抽水泵，从地下将水抽上至泵房。目前，主排水泵房内一共安装有6台相应型号的排水泵，并设置安装了相应的自动化抽水控制系统。在相应的自动控制系统的抽水设备安装上，分别在涌水量时安装4台抽水泵，2台正常运行，2台作为备用。最大涌水量时需要安装3台相应的抽水泵设备，1台正常运行，1台备用，1台用来检修用。
在规模较大的矿井施工工程中，排水系统的可靠性与安全性是整个项目工程安全运行的关键，同时其安全性与可靠性是实现整个项目工程有效性的关键内容之一。为实现这一目标，综合相应矿井地下需求排水量的水位大小，按照相应的自动化控制系统技术，结合实践的经验，对整个项目工程的内容及关键性进行相应分析，实现整个项目工程的有效性。作为一套完整的且具有高效率的主排水自动化控制系统，其安装及设计要求应遵循以下几个方面：
（1）需要具备可靠的水位监测系统。作为矿井的地下水来说，需要安置相应的水位监控系统，并结合相应的自动启动排水泵等进行相应的传感器的工作，保证矿井作业的安全性及性能的稳定性等。
（2）作为控制系统来说，其结构形式及相应的运行状态应能结合实时监测的控制需求，将水泵的启动与运行中出现的电流、压力及温度等现象进行相应分析，实现自动化控制的需求，并将相应的信号进行传送，当故障警报拉响时，该水泵的作业应及时停止，并及时启动另外的排水泵，以实现连续作业。
（3）自动化控制系统应配备相应的控制排水的闸阀，并结合相应的液压站及电磁阀等，对整个项目的稳定性及有效性进行实时跟踪，并能够结合传感器的各部位，向PLC系统传送相应的有效信号，使得控制系统的排水泵进行适时的控制和保护。
三、矿井主排水控制系统设计的实现
PLC控制系统的功能在实现的过程中具有可靠性高、耗电量小等优点，便于操作及编程。同时，具备与多台工况相同的设备进行互联，易于实现整个矿井的生产及调度，全面实现矿井主排水系统的自动化控制。
（1）准确的水位监测装置。PLC控制系统的相关输入信号的转换模式较多，供选择的范围较大，可以分为开关量、数字量及相应的模拟量，整个数字化及水位的实际监测范围较广泛，因此可以结合实际的设计对整个传感器的形式进行相应分析，实现矿井内部工作环境的变换，从而使得整个矿井的施工环境及相应的工作环境能够根据实际煤矿工程的施工范围进行相应分析，具备良好的工作性能，并将作业性能进行保持。
（2）可靠的启停与运行机制。PLC控制系统主要控制相应的排水泵的启停功能，其能够对排水泵的状态及相应的供电作业的开关等进行相应的反馈及检测，并且在满足启停条件后，会按照相应的启停流程将整个真空泵打开，并将真空抽空，当真空度正好能够满足启动水泵的要求后，给排水泵会主动发出相应的启动信号，保证启动主电动机，从而实现整个排水泵的正常排水。在相应的排水的过程中，如果有部分系统的工作工况不能够满足相应的设备要求，那么系统就会停止启动程序，并向外界发出警報提醒。在对相应的排水泵进行实时监测的过程中，若因为相应的电流或者电压的问题导致整个排水系统运行不稳定，自动控制系统会相应的发出警报，使得排水泵停止运行，这时需要工作人员手动选择相应的开关进行启停的控制。
（3）主排水系统中的排水闸阀及配水闸阀作业有效性。将整个的开关信号源传送给相应的PLC系统，电磁阀及相应的液压站电机系统排水辅助功能有自动和手动两种形式和功能，使得排水阀及相应的排水泵在进行相应作业时得到适度的控制与分析。
四、结束语
作为现代化自动化技术的代表，矿井主排水自动控制系统为相关的煤矿企业带来效益的同时也能够保障井下施工人员的安全性，同时能够利用自动化技术减少人为的误判及操作。
参考文献：
[1]郭小平.矿用馈电开关控制器的设计[D].西安：西安科技大学，2014.
[2]张伟，夏建勋，罗波等.电力系统继电保护及故障检测分析[J].自动化应用，2017（1）：61-62.
作者简介：谢观军，湖南人文科技学院。
关键词：自动化控制系统；矿井；主排水
矿井施工技术中的主排水自动化控制系统属于机电专业领域，其是矿井施工过程中保证安全性因素的关键，从施工技术人员角度分析，其能够保证施工技术人员的安全，同时提高矿井施工的效率。近现代，随着电子计算机技术及远程信息处理技术的不断发展，无人值守的远程自动化操控技术应用不断实现，因此在矿井主排水实际操作中，也引入了相应的自动化控制系统，成为矿井远程控制发展的必然趋势。自动化控制系统主要是电信号与光信号进行相互转换，进而实现整个光缆传输信号的有效性，利用电脑发出的信号，将信号传送到现场的PLC信息收集系统，用PLC自动控制系统中的编程程序实现水泵的开关，进而实现矿井主排水的自动化控制。
一、矿井实现主排水重要性
地下水丰富，在矿井事故中，瓦斯爆炸和排水不畅是两大事故发生原因，再加上地下水常年累积，造成不同程度的水流倒灌，影响了矿井施工的进程及安全性。地下水的水源较多，不仅仅是雨水、河水等，还有地表水、断层水和相应的矿井作业用水，因此在矿井施工过程中排水作业的工作量是巨大的，从数据上分析，我国每年将地下水抽排到地面以上的水量就达到40亿m3，因此作为矿井作业系统来说，如果不及时将矿井内部的水量及时排出，那么就会影响到整个矿井的施工作业，严重情况下会对施工人员构成危害。
二、矿井主排水自动控制系统设计要求
本章节以淮南矿业集团的矿井施工项目为例，作为需求排水量较大的潘北矿井施工中，其设计生产能力为240万t/a，矿井内部施工的有效面积为15平方公里。在2008年的3月份正常投入运行，截止目前，矿井内的最大涌水量为80m3/h，正常涌水量为6080m3/h，在矿井施工内部地下650m处设置相应的抽水泵，从地下将水抽上至泵房。目前，主排水泵房内一共安装有6台相应型号的排水泵，并设置安装了相应的自动化抽水控制系统。在相应的自动控制系统的抽水设备安装上，分别在涌水量时安装4台抽水泵，2台正常运行，2台作为备用。最大涌水量时需要安装3台相应的抽水泵设备，1台正常运行，1台备用，1台用来检修用。
在规模较大的矿井施工工程中，排水系统的可靠性与安全性是整个项目工程安全运行的关键，同时其安全性与可靠性是实现整个项目工程有效性的关键内容之一。为实现这一目标，综合相应矿井地下需求排水量的水位大小，按照相应的自动化控制系统技术，结合实践的经验，对整个项目工程的内容及关键性进行相应分析，实现整个项目工程的有效性。作为一套完整的且具有高效率的主排水自动化控制系统，其安装及设计要求应遵循以下几个方面：
（1）需要具备可靠的水位监测系统。作为矿井的地下水来说，需要安置相应的水位监控系统，并结合相应的自动启动排水泵等进行相应的传感器的工作，保证矿井作业的安全性及性能的稳定性等。
（2）作为控制系统来说，其结构形式及相应的运行状态应能结合实时监测的控制需求，将水泵的启动与运行中出现的电流、压力及温度等现象进行相应分析，实现自动化控制的需求，并将相应的信号进行传送，当故障警报拉响时，该水泵的作业应及时停止，并及时启动另外的排水泵，以实现连续作业。
（3）自动化控制系统应配备相应的控制排水的闸阀，并结合相应的液压站及电磁阀等，对整个项目的稳定性及有效性进行实时跟踪，并能够结合传感器的各部位，向PLC系统传送相应的有效信号，使得控制系统的排水泵进行适时的控制和保护。
三、矿井主排水控制系统设计的实现
PLC控制系统的功能在实现的过程中具有可靠性高、耗电量小等优点，便于操作及编程。同时，具备与多台工况相同的设备进行互联，易于实现整个矿井的生产及调度，全面实现矿井主排水系统的自动化控制。
（1）准确的水位监测装置。PLC控制系统的相关输入信号的转换模式较多，供选择的范围较大，可以分为开关量、数字量及相应的模拟量，整个数字化及水位的实际监测范围较广泛，因此可以结合实际的设计对整个传感器的形式进行相应分析，实现矿井内部工作环境的变换，从而使得整个矿井的施工环境及相应的工作环境能够根据实际煤矿工程的施工范围进行相应分析，具备良好的工作性能，并将作业性能进行保持。
（2）可靠的启停与运行机制。PLC控制系统主要控制相应的排水泵的启停功能，其能够对排水泵的状态及相应的供电作业的开关等进行相应的反馈及检测，并且在满足启停条件后，会按照相应的启停流程将整个真空泵打开，并将真空抽空，当真空度正好能够满足启动水泵的要求后，给排水泵会主动发出相应的启动信号，保证启动主电动机，从而实现整个排水泵的正常排水。在相应的排水的过程中，如果有部分系统的工作工况不能够满足相应的设备要求，那么系统就会停止启动程序，并向外界发出警報提醒。在对相应的排水泵进行实时监测的过程中，若因为相应的电流或者电压的问题导致整个排水系统运行不稳定，自动控制系统会相应的发出警报，使得排水泵停止运行，这时需要工作人员手动选择相应的开关进行启停的控制。
（3）主排水系统中的排水闸阀及配水闸阀作业有效性。将整个的开关信号源传送给相应的PLC系统，电磁阀及相应的液压站电机系统排水辅助功能有自动和手动两种形式和功能，使得排水阀及相应的排水泵在进行相应作业时得到适度的控制与分析。
四、结束语
作为现代化自动化技术的代表，矿井主排水自动控制系统为相关的煤矿企业带来效益的同时也能够保障井下施工人员的安全性，同时能够利用自动化技术减少人为的误判及操作。
参考文献：
[1]郭小平.矿用馈电开关控制器的设计[D].西安：西安科技大学，2014.
[2]张伟，夏建勋，罗波等.电力系统继电保护及故障检测分析[J].自动化应用，2017（1）：61-62.
作者简介：谢观军，湖南人文科技学院。