煤礦泵房水倉(cāng)水位報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

秦冬松

（河南大有能源股份有限公司耿村煤礦機(jī)電二隊(duì)，河南三門峽472431）

煤礦泵房水倉(cāng)水位報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

秦冬松

（河南大有能源股份有限公司耿村煤礦機(jī)電二隊(duì)，河南三門峽472431）

根據(jù)煤礦井下水倉(cāng)的儲(chǔ)水特點(diǎn)，介紹了一種水倉(cāng)高低水位報(bào)警裝置。詳細(xì)闡述了該報(bào)警裝置的工作原理和控制原理，并通過現(xiàn)場(chǎng)的使用，說明了該裝置的可靠性和穩(wěn)定性。

水倉(cāng)；水位；PLC；傳感器；報(bào)警

引言

煤礦井下排水系統(tǒng)是確保煤礦安全生產(chǎn)，防止礦井發(fā)生水災(zāi)的重要組成部分，如果排水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，煤礦生產(chǎn)中產(chǎn)生的礦井水得不到及時(shí)的排出，將會(huì)給整個(gè)礦井的安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害。

目前有些煤礦水倉(cāng)沒有高低水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要靠水泵操作工進(jìn)行巡視，觀察水位情況來進(jìn)行開停泵。如果水位過高沒能及時(shí)開泵排水，將有可能造成淹泵，甚至淹井事故。如果水位過低，水泵的吸水管吸不到水，而長(zhǎng)時(shí)間的空轉(zhuǎn)，有可能造成水泵的損壞。鑒于此，設(shè)計(jì)了一種利用PLC進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)水倉(cāng)水位的高低變化，從而發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)的裝置，來提醒水泵操作工進(jìn)行開停泵作業(yè)［1］。這個(gè)裝置對(duì)于水泵操作工及時(shí)正確地操作水泵，確保礦井排水系統(tǒng)安全可靠具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　水倉(cāng)水位報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)背景

耿村礦東延伸泵房位于東區(qū)第五通道，有2個(gè)水倉(cāng)，一備一用，每個(gè)水倉(cāng)有兩臺(tái)潛水泵，共四臺(tái)潛水泵。

延伸泵房水倉(cāng)原為使用潛水泵而設(shè)計(jì)，水倉(cāng)較深，底部常有於煤，容易堵塞水泵，影響潛水泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致無法及時(shí)排水。今年使用多級(jí)水泵代替原有的潛水泵，由于多級(jí)水泵的吸程有限，于是將多級(jí)水泵安裝在距水倉(cāng)口平面以下3.5 m深的平臺(tái)上。由于在水倉(cāng)口平面以下搭建平臺(tái)，導(dǎo)致水位高低極不易觀察，開泵工無法正常判斷水位情況，需頻繁下到泵坑內(nèi)觀察，在安全上也造成了一定的隱患。

2　水倉(cāng)水位報(bào)警裝置的工作原理

針對(duì)以上情況，設(shè)計(jì)了由PLC控制的檢測(cè)水倉(cāng)內(nèi)水位高低情況的聲光報(bào)警裝置。本裝置由上下3個(gè)限位傳感器、PLC芯片（水位控制器）、中間繼電器、指示燈、報(bào)警喇叭組成。當(dāng)水倉(cāng)內(nèi)水面低于下限位傳感器時(shí)，PLC芯片控制指示燈開始閃爍，同時(shí)喇叭發(fā)出：“水倉(cāng)已空，請(qǐng)及時(shí)關(guān)泵”的提示音；反之，當(dāng)水倉(cāng)內(nèi)水面高于上限位傳感器時(shí)，指示燈開始閃爍，喇叭發(fā)出：“水倉(cāng)已滿，請(qǐng)及時(shí)開泵”的提示音［2］。

3　水倉(cāng)水位報(bào)警裝置的控制原理及電路圖（見圖1　）

圖1　水倉(cāng)水位報(bào)警裝置電路圖

1）水倉(cāng)水滿報(bào)警裝置控制原理。當(dāng)水倉(cāng)內(nèi)水面高于A點(diǎn)時(shí)，水位控制器動(dòng)作，sk閉合，中間繼電器ZJ得電，常閉斷開，常開閉合，1ZJ1閉合，1ZJ2斷開，線路導(dǎo)通，指示燈開始閃爍，報(bào)警喇叭發(fā)出：“水倉(cāng)已滿，請(qǐng)及時(shí)開泵”的提示音，提醒開泵人員開泵。開泵前，可先扭動(dòng)開關(guān)NK使2ZJ失電，常閉斷開，常開閉合，2ZJ1斷開，2ZJ2閉合，指示燈滅，報(bào)警喇叭停止，為水倉(cāng)開空?qǐng)?bào)警做準(zhǔn)備。

2）水倉(cāng)空倉(cāng)報(bào)警裝置控制原理。當(dāng)水倉(cāng)內(nèi)水面低于B點(diǎn)時(shí)，水位控制器動(dòng)作，sk斷開，中間繼電器ZJ失電，常閉斷開，常開閉合，1ZJ1斷開，1ZJ2閉合，線路導(dǎo)通，指示燈開始閃爍，報(bào)警喇叭發(fā)出：“水倉(cāng)已空，請(qǐng)及時(shí)關(guān)泵”的提示音，提醒開泵人員停泵。停泵后，可扭動(dòng)開關(guān)NK使2ZJ得電，常閉斷開，常開閉合，2ZJ1閉合，2ZJ2斷開，指示燈滅，報(bào)警喇叭停止，為水倉(cāng)水滿報(bào)警做準(zhǔn)備。

3）以上1、2步驟循環(huán)往復(fù)。

4　水倉(cāng)水位報(bào)警裝置的使用效果

通過在東延伸泵房水倉(cāng)內(nèi)安裝滿、空倉(cāng)聲光報(bào)警裝置，方便了開泵職工了解水倉(cāng)內(nèi)水位情況，準(zhǔn)確幫助泵工及時(shí)開、關(guān)泵，大大減少了泵工進(jìn)入泵坑內(nèi)的次數(shù)，減輕了泵工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也有效排除了泵工因頻繁進(jìn)入泵坑而帶來的安全隱患。根據(jù)水倉(cāng)內(nèi)水位情況適時(shí)開、關(guān)泵，也避免了不必要的資源浪費(fèi)，增加了水泵的使用壽命，單單在水泵這一項(xiàng)設(shè)備的管理上，就節(jié)省了相當(dāng)可觀的材料費(fèi)。本裝置自安裝以來，運(yùn)行穩(wěn)定，誤差極小，拆裝十分方便，得到了一致好評(píng)。

［1］邱昆.水箱水位監(jiān)測(cè)控制器［J］.實(shí)用電子文摘，1994（6）:16-18.

［2］許金寶.礦井水倉(cāng)水位監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用［D］.沈陽:遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2012.

（編輯：賈娟）

The Design And Application of Device for Coal Pump Sump Water Level Alarm

Qin Dongsong
（Gengcun Electric Team of Henan Dayou Energy Co.，Ltd.，Sanmenxia Henan 472431）

According to the characteristics of the water storage in the coal mine well，this paper introduces a kind of high and low water level alarm device，introduces the working principle and the control principle of the alarm device in detail，and the reliability and stability of the device are illustrated by the use of the field.

sump；water level；PLC；sensor；alarm

TD676

A

2095-0748（2016）13-0064-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.23

2016-05-24

秦冬松（1987—），男，河南陜縣人，本科，助理工程師，現(xiàn)就職于河南大有能源股份有限公司耿村煤礦機(jī)電二隊(duì)，研究方向：煤礦機(jī)電工作。