煤矿自动化排水监控系统的系统架构和核心功能

煤矿井下排水系统是保障矿井安全生产的关键环节。传统人工排水模式存在响应滞后、能耗高、安全隐患多等问题，而煤矿自动化排水监控系统通过智能感知、实时通信和精准控制技术，实现了排水作业的无人化、智能化和高效化管理，成为现代智慧矿山建设安全可靠运营的重要技术支撑。

煤矿自动化排水监控系统以“感知-决策-执行”为技术闭环，深度融合物联网、工业控制与数据分析技术。系统通过实时采集水位、流量、设备状态等参数，结合矿井电力负荷，动态优化排水策略，在保障安全的前提下实现资源的最优配置。
 

 
 

煤矿自动化排水监控系统的系统架构

（1）地面自动化控制中心

作为系统的“智慧大脑”，地面控制中心集成数据服务器、人机交互界面（HMI）及控制终端。中心通过工业以太网与井下设备互联，实时接收传感器数据，运行排水逻辑算法，生成控制指令并下发至执行单元。其冗余设计支持双机热备，确保系统在极端工况下的持续稳定运行。

（2）信息传输通道

系统采用工业级环网架构，通过光纤或本安型工业以太网构建高可靠性通信链路。网络层部署抗干扰协议，支持多路信号并行传输，满足视频监控、设备状态数据、控制指令等不同业务的带宽与实时性需求。

（3）泵房监控单元

泵房内部署智能传感器、PLC控制器及执行机构，形成分布式控制节点。传感器网络实时监测水仓水位、管道压力、电机温度等参数；PLC根据预设逻辑或地面指令驱动水泵启停；执行机构配备故障自诊断功能，异常状态下可自动切换备用设备或触发保护机制。

煤矿自动化排水监控系统的核心功能

（1）智控排水，无人值守

系统依据水仓水位变化自动启停水泵，支持多级泵房协同作业。通过模糊控制算法动态调整排水速率和启停水泵，避免频繁启停造成的设备损耗。操作人员可通过地面集控中心远程监控，彻底摆脱人工现场值守模式。

（2）避峰填谷，降耗节能

系统接入矿井电力负荷监测数据，在用电高峰期自动降低排水功率，优先使用低谷时段电力资源。通过优化水泵运行组合与转速调节，降低吨水能耗。

（3）数据驱动，安全可靠

构建设备全生命周期数据库，实时分析振动频谱、水仓水位、电机温度、水泵运行时长等指标，既精准智能排水，又可预判轴承磨损、电机过热等故障风险。同时，系统还具备完善的故障保护机制，一旦发现异常情况，立即触发报警并采取相应的保护措施，确保矿井排水系统的安全可靠运行。

（4）动态画面，形象直观

三维组态界面直观展示排水管网拓扑结构，通过颜色变化标注设备状态，显示关键参数，支持流量趋势曲线等可视化分析。视频监控画面与数据面板叠加显示，为故障定位提供多维度信息支撑。

煤矿自动化排水监控系统通过“端-边-云”协同架构，打通了数据感知、智能决策与精准执行的完整链条。其核心价值不仅在于提升排水效率，更在于加强了矿井灾害防控体系建设。