论文部分内容阅读
[摘 要]井下排水系统是煤矿生产的重要环节，其工作效率和可靠性对煤矿的安全生产有着重要意义。本安控制器自身具有安全性，即使在误操作或故障情况下也不会造成事故。随着煤矿自动化水平的逐步提高，对控制器性能的要求越来越高。
[关键词]煤矿井；本安型全自动排水控制装置
中图分类号：TD442 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0107-01
一、背景技术
一般地，在煤炭开采过程中，由于地层结构被破坏，使得采区与储水层连通，导致地下水会流入巷道和工作面，容易发生突水事故，导致井下的生产受到阻碍、施工安全性能降低，严重时可能会造成重更大事故，不仅给井下作业人员的生命安全带来巨大威胁，还会给企业造成严重的经济损失，因此，需要及时把流入井下巷道中的矿井积水排至地表或水仓，确保煤矿的安全生产。
目前，煤矿井下巷道和工作面的排水工作一般采用人工控制排水的方法，积水较多时，开启抽水泵，抽水完成后，关闭抽水泵；人工控制的方法，需要严格执行相关安全管理规范，否则，可能会因为作业人员的疏忽大意，导致安全事故的发生，如：抽水完成后，忘记关闭抽水泵，使得水泵在抽完水后长时间运转造成水泵损坏、甚至将水泵烧毁；或者水位升高、积水较多时，无法及时开启水泵，导致设备掩膜进水，严重时造成机电事故及人身伤害；因此，具有自动排水功能的控制装置显得尤为重要。
二、组成部分
煤矿井下本安型全自动排水控制装置，整体主要包括：电源变压器（1），整流和稳压电路及信号控制放大器（2），高水位继电器（3），低水位继电器（4），高水位传感器（5），低水位传感器（6），水泵开关（7），本安型控制接线盒。水位传感器采用水电极式水位探头时，探头与水平面接触时的电阻值小于1MΩ时，该传感器能发出停止或启动的的信号，来控制开关的开停工作。通过导线对各部分组件合理的连接起来，完全实现了全自动的排水功能；整个装置结构简单，使用方便，有效的控制了井下工作面及巷道内的积水、节约了工时利用，提高了工作安全生产条件、保障了作业人员和设备的安全。
自动排水电器控制回路的接线与工作原理及附图如下：
开关上腔8#、9#为开关的36V外供电源，分别与变压器的一次绕组相连接，变压器的二次绕组输出为12V，将该电源整流、滤波后，12V负极接入大地，同时分别接入高水位继电器（3）、低水位继电器（4）、高水位传感器（5）、低水位传感器（6）各线圈的负极输入端。12V直流电源正极分别与高、低水位传感器的线圈另一端。高、低水位传感器输出信号分别接入高、低水位继电器的线圈另一端。开关的9#线与高水位继电器的常开触点一端相连接，同时接入低水位继电器的常开触点一端。开关的1#线与高水位继电器的常开触点另一端相连接。开关的2#线与低水位继电器的常开触点另一端相连接，这样形成一个闭合的回路（图1、图2）。
将开关的隔离刀闸送电，36V/12V变压器得电工作，输出12V交流电源，此时将钮子开关打到接通位置，其12V电源送给整流电路内，经过对12V交流整流、滤波后，转换成12V直流电源，其正极分别接入高、低水位传感器正极输入端。当水仓水位上升到下限位置时，触到低水位传感器时，其传感器内继电器闭合，将12V正电源送至低水位继电器，其继电器得电吸合，低水位继电器吸合器常开点闭合，将开关2#线与9#线接通，为开关自保提供必要的条件；当水位持续上升到上限位置时，触到高水位传感器时，其传感器内继电器闭合，将12V正电源送至高水位继电器，其继电器得电吸合，高水位继电器吸合器常开点闭合，将1#线与9#线接通，该开关吸合潜水泵启动排水工作；当水仓水位低于高水位时开关不会停止，因为2#线已经提前接通自保回路，潜水泵仍然正常排水工作。
当水仓水位排至下限位置时，低水位传感器内的继电器释放，断开低水位继电器电源12V正极，其继电器失电释放，其常开触点断开，此时开关2#线自保线断开，开关停止断电，潜水泵停止工作。当水仓水位再次上升到上限时，启动工作原理相同，该装置使用低电平的零點位信号对水仓、水池的水平面高低进行检测，再将检测到的微弱信号送至放大器放大，然后驱动高、低水位传感器进行控制水泵开关的开停，自动排水控制装置可以实时监测，矿井水仓水位高度，并实时自动启动或停止排水泵，解决了传统的井下人工排水作业过程中，无法及时开、停排水泵的问题，具有实质性特点和进步。
应用场所及产生的经济效益：
结语
经过多次使用，本安型全自动排水控制装置动作灵敏可靠，可以使用在任何环境场所工作，如、煤矿井下、地面、家庭等场所，煤矿井下本安型全自动排水控制装置，其各部件均属于本质安全型部件，不易造成井下煤尘、瓦斯爆炸，适合于煤矿井下各个巷道、水仓内使用。该装置在我矿6208运巷、8108运巷掘进工作面，使用两年多从未出现任何问题，，煤矿井下本安型全自动排水控制装置，不仅赢得了较好的经济效益，有效的提高了煤矿井下排水效率，节约工时利用，促进了煤矿自动化发展。
参考文献
[1] 张莉.煤矿井下主排水自控系统的设计[D].重庆大学，2012.
[2] 郭长娜.煤矿井下主排水泵节能与控制系统的研究[D].辽宁工程技术大学，2012.
[3] 乔铁柱.隔爆兼本安型水位传感器及测控仪研究[D].太原理工大学，2004.
[关键词]煤矿井；本安型全自动排水控制装置
中图分类号：TD442 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0107-01
一、背景技术
一般地，在煤炭开采过程中，由于地层结构被破坏，使得采区与储水层连通，导致地下水会流入巷道和工作面，容易发生突水事故，导致井下的生产受到阻碍、施工安全性能降低，严重时可能会造成重更大事故，不仅给井下作业人员的生命安全带来巨大威胁，还会给企业造成严重的经济损失，因此，需要及时把流入井下巷道中的矿井积水排至地表或水仓，确保煤矿的安全生产。
目前，煤矿井下巷道和工作面的排水工作一般采用人工控制排水的方法，积水较多时，开启抽水泵，抽水完成后，关闭抽水泵；人工控制的方法，需要严格执行相关安全管理规范，否则，可能会因为作业人员的疏忽大意，导致安全事故的发生，如：抽水完成后，忘记关闭抽水泵，使得水泵在抽完水后长时间运转造成水泵损坏、甚至将水泵烧毁；或者水位升高、积水较多时，无法及时开启水泵，导致设备掩膜进水，严重时造成机电事故及人身伤害；因此，具有自动排水功能的控制装置显得尤为重要。
二、组成部分
煤矿井下本安型全自动排水控制装置，整体主要包括：电源变压器（1），整流和稳压电路及信号控制放大器（2），高水位继电器（3），低水位继电器（4），高水位传感器（5），低水位传感器（6），水泵开关（7），本安型控制接线盒。水位传感器采用水电极式水位探头时，探头与水平面接触时的电阻值小于1MΩ时，该传感器能发出停止或启动的的信号，来控制开关的开停工作。通过导线对各部分组件合理的连接起来，完全实现了全自动的排水功能；整个装置结构简单，使用方便，有效的控制了井下工作面及巷道内的积水、节约了工时利用，提高了工作安全生产条件、保障了作业人员和设备的安全。
自动排水电器控制回路的接线与工作原理及附图如下：
开关上腔8#、9#为开关的36V外供电源，分别与变压器的一次绕组相连接，变压器的二次绕组输出为12V，将该电源整流、滤波后，12V负极接入大地，同时分别接入高水位继电器（3）、低水位继电器（4）、高水位传感器（5）、低水位传感器（6）各线圈的负极输入端。12V直流电源正极分别与高、低水位传感器的线圈另一端。高、低水位传感器输出信号分别接入高、低水位继电器的线圈另一端。开关的9#线与高水位继电器的常开触点一端相连接，同时接入低水位继电器的常开触点一端。开关的1#线与高水位继电器的常开触点另一端相连接。开关的2#线与低水位继电器的常开触点另一端相连接，这样形成一个闭合的回路（图1、图2）。
将开关的隔离刀闸送电，36V/12V变压器得电工作，输出12V交流电源，此时将钮子开关打到接通位置，其12V电源送给整流电路内，经过对12V交流整流、滤波后，转换成12V直流电源，其正极分别接入高、低水位传感器正极输入端。当水仓水位上升到下限位置时，触到低水位传感器时，其传感器内继电器闭合，将12V正电源送至低水位继电器，其继电器得电吸合，低水位继电器吸合器常开点闭合，将开关2#线与9#线接通，为开关自保提供必要的条件；当水位持续上升到上限位置时，触到高水位传感器时，其传感器内继电器闭合，将12V正电源送至高水位继电器，其继电器得电吸合，高水位继电器吸合器常开点闭合，将1#线与9#线接通，该开关吸合潜水泵启动排水工作；当水仓水位低于高水位时开关不会停止，因为2#线已经提前接通自保回路，潜水泵仍然正常排水工作。
当水仓水位排至下限位置时，低水位传感器内的继电器释放，断开低水位继电器电源12V正极，其继电器失电释放，其常开触点断开，此时开关2#线自保线断开，开关停止断电，潜水泵停止工作。当水仓水位再次上升到上限时，启动工作原理相同，该装置使用低电平的零點位信号对水仓、水池的水平面高低进行检测，再将检测到的微弱信号送至放大器放大，然后驱动高、低水位传感器进行控制水泵开关的开停，自动排水控制装置可以实时监测，矿井水仓水位高度，并实时自动启动或停止排水泵，解决了传统的井下人工排水作业过程中，无法及时开、停排水泵的问题，具有实质性特点和进步。
应用场所及产生的经济效益：
结语
经过多次使用，本安型全自动排水控制装置动作灵敏可靠，可以使用在任何环境场所工作，如、煤矿井下、地面、家庭等场所，煤矿井下本安型全自动排水控制装置，其各部件均属于本质安全型部件，不易造成井下煤尘、瓦斯爆炸，适合于煤矿井下各个巷道、水仓内使用。该装置在我矿6208运巷、8108运巷掘进工作面，使用两年多从未出现任何问题，，煤矿井下本安型全自动排水控制装置，不仅赢得了较好的经济效益，有效的提高了煤矿井下排水效率，节约工时利用，促进了煤矿自动化发展。
参考文献
[1] 张莉.煤矿井下主排水自控系统的设计[D].重庆大学，2012.
[2] 郭长娜.煤矿井下主排水泵节能与控制系统的研究[D].辽宁工程技术大学，2012.
[3] 乔铁柱.隔爆兼本安型水位传感器及测控仪研究[D].太原理工大学，2004.