摘要：系统采用喷射泵给离心泵自灌引水，实现自动排水，以改善矿井排水现状，减少人力，节约成本。

    0 引言
    对于我国南方很多矿井，水害是主要的自然灾害，严重威胁到其安全生产，因此水的治理一直是矿井安全生产的工作重点。传统排水方式具有人力要求多、专业程度高的缺点，甚至需要电工值守排水系统，以便及时处理故障。离心泵自动排水以其节能效果好、效率高的特点而受各大矿山企业的青睐。该系统采用无底阀、自吸水方式进行灌引水，实现了自动检测水位、自动灌引水、自动启停水泵。该系统由喷射泵、电动阀门、压力表及电控箱控制，可实现5％～27％的节能和免值守。

    1 系统工作原理及构造
    喷射泵是一种无转动部件的流体机械，它通过射流介质的卷吸效应和紊动扩散作用，将工作流体的能量传递给被吸流体。由于它结构简单、紧凑，泵体密封性能好，为液压传动，可实现远距离自动控制，因此适宜在高温、高压、高真空、深水、强辐射和强腐蚀条件下工作，能输送有毒、易燃、易爆和放射性物质。目前，喷射泵技术已在国内外获得广泛的运用E21。液体喷射泵是利用流体来传递能量和质量的真空获得装置，采用有一定压力的水流，通过对称均匀分布成一定侧斜度的喷嘴喷出，聚合在一个焦点上。喷射水流速度较高，周围形成负压，迫使吸水管压力小于外界大气压，形成水柱，灌满水泵引水。根据自吸水高度公式h=P/pg（h为吸水高度；P为大气压强与管内空气压强差；ρ为水密度；g为重力加速度），以及通过试验所得P的最大值（0. 08MPa ），可计算得到h=8.16m，即自吸水最大高差约为8m。
    自动排水系统由排水泵、引水泵、水位探头、电接点压力表、电磁阀门、自动控制箱、水泵启动柜组成。排水泵负责水仓排水；引水泵负责抽真空，给排水泵吸人引水；水位探头实时监测水位；电接点压力表测量引水管道压力，判断引水高度；电磁阀门控制引水开关；自动控制箱接收各部件的信号，并发送控制信号；水泵启动柜接收自动控制箱信号后，进行启停排水泵、引水泵动作。系统原理如图1所示。

    自动控制方式下，水位探头实时监测水仓水位；到达排水水位时，自动控制箱给电磁阀发送开信号；待接收到电磁阀开到位信号后，给引水泵发送启动信号；接收压力达到设定信号后，给电磁阀发送关闭信号；收到关到位信号后，给排水泵发送启动信号；水位下降至蓄水位时，发送停机信号。为了不更改原装水泵启动柜的线路，程序增加了将水泵控制指令转换为电动信号的过程。PLC控制梯形图如图2所示，I/O点设置见表1。

    经过试验合理安排触发条件，实现自动排水需求，压力表读数为0. 06MPa，排水位与停水位距水泵出水口垂直高差分别为5m和8m。该控制系统既可采用继电器也可使用PLC，但要使自动控制箱结构简单、便于维护、稳定性高，则优选PLC。
为了使系统安全可靠，增设了过载保护、无负载保护、水位稳定板。在系统电压异常、缺相或负载异常时，电机很易烧坏，此时过载保护停运电机，以便排除隐患；无负载保护，防止无人值守时，水泵长时间空转，导致发热、烧坏；水位稳定板，使水位监测准确，避免水位误判。过载保护和无负载保护安装在水泵启动柜内，由时间继电器和电机综合保护器组成，串人启动柜控制回路，独立于控制部分。水位稳定板，是一块1 000 mm×1 000mm，中间开200rnm×200mm方孔的塑料板，水位探头放人开孔上方，用支架深人水底，限制稳定板在水平面的位移。

    2 结束语
    经安装、调试、改进，形成了操作简单、维护容易、系统稳定、经济效益可观的自动排水系统。在采用自动排水系统前，每天需要一人在现场值守，井下环境恶劣，上一天休三天；采用该自动排水系统后，一人两天巡查一次，减少了人力开支和工作量；采用无底阀排水，减少10％能耗，预计每年每台160kW水泵可节约电能2. 3万kW·h。