煤矿井下涌水对井下工作人员的生命安全存在严重的威胁,井下排水系统担负着排除井下涌水的重任。曹家滩煤矿采用传统的人工操作方式进行排水,排水系统自动化程度低。本文以实现曹家滩煤矿矿井中央泵房无人值守为目标,综合运用智能传感、智能控制和工业以太网网络,构建了曹家滩煤矿自动排水系统,实现节约能源和人力资源。本文的主要研究内容有:(1)根据曹家滩煤矿的水文地质条件和矿井设计的实际条件,对井下排水装置进行设计。计算得到了水泵机组的机械工况点,并分析了水泵启动和停止时水泵机组工矿点的变化。(2)构建了泵房监控单元、地面水泵运行集中监控系统和工业以太网网络结构三部分组成的自动排水系统的整体方案。提出了以实现节约成本为目标的“避峰就谷”自动控制策略,并基于动态规划对水泵调度模型进行优化,分段决策水泵系统,实现了优化的目标。建立了水泵启停的自动控制流程,并提出了水泵和管路轮换的控制策略,建立了闸阀状态与管路和水泵的对应关系。(3)根据自动排水系统的整体方案,建立了曹家滩煤矿井下自动排水的硬件平台。选择了控制和显示单元模块、信号采集设备以及电动闸阀执行机构,并建立了主要硬件设备之间的互联方案。(4)建立了上位机监控软件的结构设计,并采用组态软件iFIX完成了监控主界面以及单台水泵运行监控、参数设置、历史数据查询及报警数据查询等界面的设计。