矿山中段泵房的联动控制排水方法与流程

1.本发明涉及井下泵房智能排水技术领域，尤其涉及矿山不同中段泵房的控制排水方法。


背景技术：

2.目前，公知的排水系统由水仓水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、排水管流量、排水压力、水泵状态等传感器和控制器构成，能根据水仓的水位高低和供电线路载荷控制水泵轮流工作与适时启动备用水泵，能够自动启停、自动轮询、避峰就谷。但是，通常系统的泵房是彼此独立，最多就是泵站之间通过传输设备联网，泵站之间没有实现协同控制，使得系统的经济性没有达到最优，要对每个泵站进行分别控制，控制能耗大，电费贵。
3.中国发明专利授权公告号cn112160899b公开了进水泵房智能控制方法及系统，实时检测泵房实际液位；将所述实际液位与预设的保护液位、上游溢流液位、理想运行液位进行比对，并根据比对结果确定进水泵对应的工作状态；控制进水泵根据所述对比结果确定的工作状态进行抽升水量或停止工作。该控制方法针对的控制对象是水泵而不是泵房，控制能耗和电费得不到降低。
4.中国发明专利授权公告号cn114542178b公开了一种基于大数据分析的矿井泵房智能排水控制方法及系统，基于历史采集的矿井泵房运行数据，构建智能分析数学模型，通过智能分析数学模型分析出水泵累计运行时间、排水效率、吨水百米电耗、矿井涌水量等数据，同时结合矿井用电避峰填谷方案，对泵房所有水泵进行综合评分排名，计算并给出最优的排水方案。同样该方法针对的控制对象是水泵而不是泵房，控制能耗和电费得不到降低。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是现有的泵房控制都是针对水泵进行的，控制能耗大，电费高，为此提供一种矿山中段泵房的联动控制排水方法。
6.本发明的技术方案是：矿山中段泵房的联动控制排水方法，包括以下步骤：（1）、初始化：赋值本泵房启泵的水位、赋值本泵房停泵的水位、赋值下游泵房的警戒水位、赋值检测水位变化的时间间隔、赋值启停泵的允许时间间隔、赋值人工强制指令标志位；（2）、获取当前泵房的水位；（3）、并判断是否有下游泵房，（4）、若步骤（3）的判断结果为是，则判断下游泵房水位是否大于警戒水位且当前泵房水位小于安全水位；（5）、若步骤（4）的判断结果为是，则判断当前开泵数是否大于0；（6）、若步骤（5）的判断结果是否，则返回步骤（2）；（7）、若步骤（5）的判断结果为是，则停一台泵，返回步骤（2）；（8）、若步骤（3）的判断结果是否，步骤（4）的判断结果是否，则判断水位是否上涨；（9）、若步骤（8）的判断结果为是，则进行启停泵的判断，若无需启停泵则返回步骤（2）；（10）、若步骤（8）的判断结果是否，则判断水位是否下降；（11）、若步骤（10）的判断结果为是，则进行启停泵的判断，若无需启停泵则返回步骤（2）；（12）、若步骤（10）的判断结果是否，则返回步骤（2）。
7.上述方案中所述启停泵的判断包括：对当前水位、涌水量和水仓体积，在满足安全
水位的情况下，采用“削水位”的方法，使水尽量存到谷段开始时启泵，同时根据排水速度，控制启泵台数，使水位在谷段快结束时的水仓水位接近最低水位，使排水的经济性最大。
8.上述方案中所述步骤（2）的当前泵房的水位由水位传感器统计得出。
9.本发明的有益效果是达到提升安全水平同时，降低用能指标。既可自动调度，也可以对操作人员提供数值参考。在满足千米矿井水害可救灾原则的前提下，实现节能和降低电费的要求。
附图说明
10.图1是本发明的流程图。
具体实施方式
11.下面结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
12.如图1所示，矿山中段泵房的联动控制排水方法，包括以下步骤：（1）、初始化：赋值本泵房启泵的水位、赋值本泵房停泵的水位、赋值下游泵房的警戒水位、赋值检测水位变化的时间间隔、赋值启停泵的允许时间间隔、赋值人工强制指令标志位；（2）、获取当前泵房的水位；（3）、并判断是否有下游泵房，（4）、若步骤（3）的判断结果为是，则判断下游泵房水位是否大于警戒水位且当前泵房水位小于安全水位；（5）、若步骤（4）的判断结果为是，则判断当前开泵数是否大于0；（6）、若步骤（5）的判断结果是否，则返回步骤（2）；（7）、若步骤（5）的判断结果为是，则停一台泵，返回步骤（2）；（8）、若步骤（3）的判断结果是否，步骤（4）的判断结果是否，则判断水位是否上涨；（9）、若步骤（8）的判断结果为是，则进行启停泵的判断，若无需启停泵则返回步骤（2）；（10）、若步骤（8）的判断结果是否，则判断水位是否下降；（11）、若步骤（10）的判断结果为是，则进行启停泵的判断，若无需启停泵则返回步骤（2）；（12）、若步骤（10）的判断结果是否，则返回步骤（2）。
13.对泵的启动并不是传统的根据水位和所处的峰谷平时段来启动水泵，而是对当前水位和涌水量、水仓体积，在满足安全水位的情况下，采用“削水位”的方法，削水位就是在平段和峰段的时间段，既要防止水仓水溢出，又不能把水打太多，把水存起来，使水尽量存到谷段开始时启泵，同时根据排水速度，控制启泵台数，使水位在谷段快结束时的水仓水位接近最低水位，使排水的经济性最大。控制思想为：在用电峰段，不排水或少排水；在平段，少排水；在低谷段，多排水。采用动态规划法，使涌水量、水仓水位、避峰就谷原则，确定开泵台数。
14.将泵站分为完全可调度、部分可调度、不可调度三种。完全可调度是指某泵房排水管剩余排水能力与下游泵房水仓入口进水能力都大于0，且排水管剩余排水能力与下游泵房水仓入口进水能力满足所需开泵量；部分可调度是指某泵房排水管剩余排水能力与下游泵房水仓入口进水能力都大于0，且排水管剩余排水能力与下游泵房水仓入口进水能力不能满足所需开泵量；不可调度是指某泵房排水管剩余排水能力或者下游泵房水仓入口进水能力都为0。按照泵房的重要性和当前水仓水位来定义优先级，当泵房状态发生转移为应急调度。根据不同泵房的水泵特性曲线来求解泵的最佳开泵水位和最佳启停泵水位。
15.实施例1：某铜矿-1000米中段泵房，表1为启动1台水泵的最小停泵水位和最小启泵水位（即安全水位）；表1表2为启动2台泵的最小停泵水位和最小启泵水位（即增泵水位）；其中警戒水位为：2.7米；表2其有唯一的下游泵房-875米泵房，表3为启动1台水泵的最小停泵水位和最小启泵水位（即安全水位）；表3表4为启动2台泵的最小停泵水位和最小启泵水位（即增泵水位）；其中警戒水位为：2.9米；表4检测水位变化的时间间隔为5分钟，启停泵的允许时间间隔为15分钟。
16.在17:00-22:00时间段，-875米泵房水位小于警戒水位2.9米时，-1000米中段泵房当前水位小于安全水位2.3米时，如果没开泵就维持原状，如果开泵了就停1台泵（2台变1台，1台变0台）。
[0017]-875直排地表有两种选择：可到-730中段，也可直排地表。当选择直排地表时，属于没有下游泵房。与5分钟前的水位比较，水位上升时，执行“水位上涨启停泵选择”，水位下降时，执行“水位下降启停泵选择”。
[0018]
水位上涨启停泵选择子程序：首先，当前水位与增泵水位比较。与当-875中段当前水位大于增泵水位2.7米时，且启泵数小于最大允许启泵数时，增泵；然后，当前水位与启泵水位比较：当前水位小于增泵水位2.7米时，当前水位再与启泵水位2.4米比较，当前水位小于启泵水位2.4米，则与停泵水位1.9米比较。当前水泵大于开泵水位2.4米 滞后水位0.1米(避免反复启停)，判断是否开泵，未开泵启泵；否则，维持当前状态。当前水泵小于开泵水位2.4米 滞后水位0.1米(避免反复启停)，判断是否开泵，如果当前已开泵，维持当前状态；当前未开泵，判断当前涌水量，如果涌水量超允许值，则开启1台泵；否则，维持当前状态。最后，当前水位与停泵水位比较。当小于停泵水位1.9米，停泵；大于停泵水位1.9米，维持当前
状态。
[0019]
水位下降启停泵选择子程序：首先，当前水位与增泵水位比较。与当-875中段当前水位小于增泵水位2.7米时，则与启泵水位比较，否则维持当前状态。然后，当前水位与启泵水位比较，与当-875中段当前水位小于增泵水位2.4米时，则与停泵水位比较，否则维持当前状态。最后，当前水位与停泵水位比较。当小于停泵水位1.9米，停泵；大于停泵水位1.9米，则比较开泵数，开泵数大于允许开泵数时，关闭1台泵；否则，维持当前状态。
[0020]
其他是时间段类似，不再赘述。