煤礦井下排水系統(tǒng)運(yùn)行可靠性研究與控制系統(tǒng)研制.pdf

1、近年來，為了抑制煤礦災(zāi)難事故，我國許多煤礦企業(yè)都在不斷提高其安全生產(chǎn)能力，以適應(yīng)煤炭工業(yè)的發(fā)展要求。而煤礦井下排水系統(tǒng)作為煤礦生產(chǎn)的四大系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)著排除煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生各種積水的重任，對(duì)維護(hù)煤礦系統(tǒng)正常生產(chǎn)起著重要的作用。因此，研究煤礦井下排水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性對(duì)于提高煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)有著重要的意義。
　　 本文首先根據(jù)某礦井的原始資料，對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。其中，引入了可靠性數(shù)學(xué)模型，并采用了一種全新的選擇設(shè)計(jì)方法，

2、即根據(jù)經(jīng)濟(jì)可靠的原則選擇排水設(shè)備。這種方法可以有效的應(yīng)用于排水系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)和排水設(shè)備可靠性改造中。
　　 在離心式水泵排水系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥門是必不可少的元件之一。它一方面擔(dān)負(fù)著水泵站可靠運(yùn)行，另一方面可以控制水泵流量，影響系統(tǒng)的工作特性。本課題對(duì)煤礦排水系統(tǒng)中使用的調(diào)節(jié)閥門進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，并將其優(yōu)缺點(diǎn)和適用性進(jìn)行了概括敘述，然后提出了一種以多功能水泵控制閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)節(jié)閥門應(yīng)用于煤礦井下排水系統(tǒng)的改造方法。
　　

3、文中首先分析多功能水泵控制閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。然后從工程流體力學(xué)方面對(duì)該閥門的水錘防護(hù)進(jìn)行了分析研究，從理論上證明該閥門相比于普通的逆止閥，在排水系統(tǒng)中有著更好的水錘防護(hù)能力。最后結(jié)合煤礦井下排水系統(tǒng)的實(shí)際情況以及在閥門研究中常用到的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析方法，利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件——FLUENT6.2，對(duì)多功能水泵控制閥的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了仿真研究。其中在對(duì)多功能水泵控制閥動(dòng)態(tài)性能的數(shù)值模擬研究中使用到了動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)。
　

4、　 隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，將工業(yè)控制技術(shù)與通信技術(shù)應(yīng)用于煤炭工業(yè)領(lǐng)域已成為一種必然趨勢(shì)。根據(jù)文中所選用的排水設(shè)備，研制出其相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用西門子公司推出的S7-300系列PLC作為現(xiàn)場中心控制單元和安裝有北京三維力控科技有限公司開發(fā)的組態(tài)軟件(Force Control 6.0)的PC上位機(jī)作為遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。設(shè)計(jì)了基于PROFIBUS-DP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議的總線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)排水系統(tǒng)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的現(xiàn)場控制與