在煤礦的千米巷道深處，地下水如同無形的暗流，時刻威脅著礦井的安全運(yùn)行。傳統(tǒng)依靠人工巡檢、手動操作水泵的模式，存在響應(yīng)滯后、人力消耗大、夜間巡檢風(fēng)險高、能耗大等弊端。隨著智能化浪潮席卷礦山行業(yè)，煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)正以“井上全程智能監(jiān)控+水泵房無人值守+自控排水”的全新模式，重構(gòu)礦井涌水防御體系，推動煤炭水泵房排水向本質(zhì)安全型、智能高效型轉(zhuǎn)型。

煤礦井下排水系統(tǒng)點(diǎn)多面廣，環(huán)境潮濕、空間受限，傳統(tǒng)模式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：

l 依賴人工經(jīng)驗： 需人員頻繁下井觀察水倉水位、檢查設(shè)備狀態(tài)、啟停水泵，效率低且依賴個人經(jīng)驗判斷。

l 響應(yīng)速度滯后： 水位異常上升時，人工發(fā)現(xiàn)、上報、決策、操作流程冗長，無法及時有效應(yīng)對突發(fā)涌水。

l 安全隱患突出： 水倉附近環(huán)境復(fù)雜，人員長時間值守或巡檢存在設(shè)備故障傷害等風(fēng)險。

l 運(yùn)行成本高昂： 需要大量人力輪班值守，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)無法精密調(diào)控，導(dǎo)致能耗偏高。

l 數(shù)據(jù)孤島嚴(yán)重： 各水倉水位、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息分散孤立，難以全局優(yōu)化排水策略。

現(xiàn)代煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)融合感知層、網(wǎng)絡(luò)層、控制層與應(yīng)用層，打造無人值守的閉環(huán)自控體系：

1.精準(zhǔn)感知層：

l 多維度傳感網(wǎng)絡(luò)： 部署高精度水位傳感器實時監(jiān)測各水倉水位變化速率；安裝電流、電壓、溫度、振動傳感器實時監(jiān)控水泵電機(jī)及管路運(yùn)行狀態(tài)；流量計精確計量排水量。

l 視頻監(jiān)控：高清視頻監(jiān)控提供直觀現(xiàn)場畫面。

l 關(guān)鍵設(shè)備： 全部傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用礦用本安或隔爆型設(shè)計。

2.高速可靠網(wǎng)絡(luò)層：

l 利用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、5G、WiFi6等高速穩(wěn)定通信技術(shù)，構(gòu)建覆蓋井下泵房、水倉至地面調(diào)度中心的“信息高速公路”，確保海量實時數(shù)據(jù)（水位、設(shè)備狀態(tài)、視頻流）低延時、高可靠傳輸。

3.智能控制層（核心引擎）：

（1）PLC+上位機(jī)協(xié)同控制： 井下泵房配置高性能PLC控制器（冗余設(shè)計），接收傳感器數(shù)據(jù)，依據(jù)預(yù)設(shè)邏輯直接驅(qū)動水泵、閥門啟停與變頻調(diào)速；地面調(diào)度中心上位機(jī)作為“大腦”，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定、策略優(yōu)化與高級分析。

（2）智能排水策略引擎：

l 水位精準(zhǔn)聯(lián)動： 系統(tǒng)實時分析各水倉水位變化趨勢與速率，依據(jù)預(yù)設(shè)閾值（如警戒水位、啟泵水位、停泵水位）智能決策最優(yōu)啟停泵順序及數(shù)量。

l 避峰填谷運(yùn)行： 自動關(guān)聯(lián)電網(wǎng)峰谷時段電價信息，優(yōu)先在低谷時段加大排水量，高峰時段減少運(yùn)行，顯著降低電費(fèi)成本。

l 設(shè)備均衡運(yùn)行： 智能輪換水泵運(yùn)行，避免單臺設(shè)備過度運(yùn)行造成磨損，延長整體壽命。

l 故障自動切換： 運(yùn)行中水泵故障時，系統(tǒng)瞬間自動啟動備用泵，無縫切換，保障排水連續(xù)性。

4.井上智能應(yīng)用層：

（1）全景監(jiān)控大屏： 地面調(diào)度中心集中顯示所有水倉水位動態(tài)曲線、水泵實時運(yùn)行狀態(tài)（電流、電壓、溫度、頻率、流量）、閥門開度、管網(wǎng)壓力、視頻畫面等關(guān)鍵信息。

（2）遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操控： 調(diào)度員可在必要時遠(yuǎn)程干預(yù)，手動啟停水泵、調(diào)節(jié)頻率、開關(guān)閥門等。

（3）智能預(yù)警與診斷：

l 水位超限預(yù)警： 預(yù)測水位異常風(fēng)險，推送分級報警（聲光、短信）。

l 設(shè)備故障預(yù)警： 基于振動、溫度、電流等數(shù)據(jù)分析，預(yù)測設(shè)備潛在故障（如軸承磨損、絕緣老化），提示預(yù)防性維護(hù)。

l 透水事故輔助分析： 通過多水倉水位聯(lián)動變化趨勢分析，輔助判斷突水點(diǎn)位置與涌水量。

（4）數(shù)據(jù)驅(qū)動決策： 生成排水量統(tǒng)計報表、能耗分析報告、設(shè)備運(yùn)行效率報告，為優(yōu)化排水策略、節(jié)能降耗、設(shè)備維保提供科學(xué)依據(jù)。

煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)的實施實現(xiàn)了礦井排水作業(yè)方式根本性轉(zhuǎn)變：

l 本質(zhì)安全提升： 最大限度減少人員在危險區(qū)域（尤其夜間）的活動，降低人身傷害風(fēng)險。

l 排水效率躍升： 基于水位變化的實時精準(zhǔn)控制，確保水倉水位始終維持在安全最優(yōu)區(qū)間，避免無效排水或應(yīng)急強(qiáng)排。

l 人力成本大幅降低： 取消水泵房固定值守崗位，巡檢人員工作量顯著減少。

l 運(yùn)行成本優(yōu)化： 智能避峰填谷運(yùn)行有效降低電費(fèi)支出；水泵均衡運(yùn)行與預(yù)防性維護(hù)減少設(shè)備損耗與維修費(fèi)用。

l 應(yīng)急能力增強(qiáng)： 異常情況秒級響應(yīng)，自動執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案；為地面指揮提供實時、全面的現(xiàn)場信息支撐。

l 管理精細(xì)化： 全流程數(shù)據(jù)透明化、可追溯，實現(xiàn)排水管理的數(shù)字化、科學(xué)化。

煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)從“人工值守、經(jīng)驗操作”到“井上全程監(jiān)控、無人值守、智能自控”的跨越，是礦山智能化建設(shè)的重要成果。它以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，以智能算法為核心，構(gòu)建起一套安全、高效、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化排水體系，顯著提升了礦井應(yīng)對水患的能力與本質(zhì)安全水平，為煤礦的安全、綠色、高效運(yùn)營奠定了堅實基礎(chǔ)。