摘要：煤矿生产不仅是主要的能源来源，也是经济发展的支柱性产业之一，但煤矿的生产环境较为复杂，施工难度大，对矿井的排水要求较高。而传统的煤矿排水工作模式对人工的依赖性较大，且效率较低，产生的污染物和废水对环境的破坏较大，不利于煤矿产业的调整和升级。而本文以自动化技术为核心，分析煤矿排水自动化对工艺升级和节能减排的意义，研究目前煤矿排水自动化运用存在的问题，并为如何优化自动化排水工艺，节能减排提供策略参考。

关键词：自动化技术；煤矿排水；工艺优化；节能减排

引言：随着智能技术的发展和绿色环保观念的盛行，煤矿产业作为能耗较大、污染较多的产业之一，受到了越来越多的关注和重视。而智能技术的成熟，不仅为煤矿生产带来了极大的优势，可以提升生产的效率，提升煤矿生产的经济效益。还可以提升煤矿生产的质量，减少煤矿能源浪费，同时智能技术与煤矿排水的结合，可以有效的应对传统煤矿排水模式的缺点和不足，提升排水的自动化程度，增强煤矿排水的节能减排效果。

一、煤矿排水自动化工艺优化与节能减排的意义

传统的煤矿排水工艺主要是依靠人工操作，存在排水不及时、排水量不准确等问题。而自动化技术的应用可以实现排水系统的智能化监测和控制，通过实时监测和分析数据，合理调整排水系统的运行状态，使其达到最佳的排水效果。通过优化排水工艺，煤矿可以更加高效地进行排水处理，减少因排水不畅造成的安全事故，提升矿井生产的稳定性和可持续发展能力。其次，煤矿排水自动化工艺优化可以降低能耗和减少排放。传统的煤矿排水工艺通常存在能源浪费和环境污染问题。而自动化技术的应用不仅可以最大程度地减少泵站、降尘设备等排水设备的能耗，降低煤矿的运营成本。[1]同时，自动化技术还可以实现降尘设备与排水系统的联动控制，使废水排放量减少，减少对环境的污染。此外，煤矿排水自动化工艺优化可以提高安全性和可靠性。在煤矿排水过程中，人工操作存在人为疏忽、误操作等问题，容易引发事故。而自动化技术的应用可以摆脱人为因素的影响，实现排水系统的自动监测和控制，提高排水工艺的安全性和稳定性。通过自动化控制，可以及时发现和诊断可能出现的故障，减少因故障导致的生产事故，提高煤矿的生产效率和持续稳定运行能力。

二、煤矿排水自动化工艺存在的问题

在智能技术的支持下，煤矿排水工作逐渐引入自动化技术，以减少对人工的依赖，提升排水的效果。但由于煤矿排水自动化的运用较少，在自动化技术运行过程中仍然存在一定的问题。首先，自动排水设备的技术水平低下。煤矿排水自动化对机械设备的要求较高，既要对矿井内的积水进行排放，还需要对污染的水源和废水进行加工处理，降低污染程度，减少对环境的污染和破坏。[2]但目前煤矿排水自动化设备的性能还不完整，无法高效的进行排水和污水处理的工作，仍然需要人工的干预，智能化水平较低。其次，排水管道以及排水路径的设计不够科学。传统的煤矿排水方式较为简单直接，涉及到的设备较少。而煤矿排水自动化需要提前设计排水的路径，并铺设排水管道，以便设定排水设备的自动化运行程序。因此，一旦排水管道和排水路径确定，排水设备的运行模式也就固定下来，后期调整的难度也就更大。而排水管道和排水路径的设置至关重要，但由于对自动化技术的认识不足，排水管道和路径设计缺乏丰富的经验，实际的排水管道和路径容易出现不科学的情况，进而影响煤矿排水的正常运行。

三、煤矿排水自动化工艺优化与节能减排的策略

（一）更新自动化设备

设备是自动化技术运行的基础，也是自动化技术质量的重要保障。由于目前煤矿排水自动化设备的技术水平较为地下，无法同时满足自动化排水和节能减排的功能，煤矿排水的效率和节能减排的效果都受到了一定的影响。为了提升煤矿自动化排水和节能减排的效率和质量，需要及时的更新自动化设备，一方面，选择兼容性较强的设备，可以支持多个系统运行，同时，还需要检测设备运行的质量，尽量延长设备的使用期限。另一方面，选择能耗较低的设备，比如低功率电机、高效排水泵等。既可以增强煤矿排水除污的效率，又可以降低设备的能耗，从多个方面降低对环境的影响。

（二）优化排水管道和路径的设计

煤矿排水自动化需要提前设置排水管道，确定排水路径，才能确保后续的排水工作正常运行，但由于煤矿排水自动化技术的运行体系不够完善，排水管道和路径的设计容易受到地形、技术的影响，不利于煤矿排水自动化的运行，因此，需要优化排水管道和路径的设计。首先，根据煤矿地质情况和排水需求，科学设计排水管道的布局。确保排水管道的布置合理、通畅，避免出现盲区和堵塞点，提高排水效果。其次，合理设置管道直径和坡度，减小排水管道的阻力，降低能耗和泵运行负荷，进一步提高排水效率。然后，在重要的排水节点或高压区域，采用节流措施，如节流阀等，降低流量和压力，减少能耗，并保证排水工艺的安全性。此外，选用新型耐磨、耐腐蚀的排水材料，延长排水管道的使用寿命，减少管道损耗和更换频率，降低排水工艺的维护成本。

（三）升级自动化系统，应用PLC技术

煤矿排水自动化的运行需要中央系统的控制，而目前煤矿排水的自动化系统还不够完善，需要进一步升级自动化系统，同时应用PLC技术，增强煤矿排水自动化的控制能力。首先，升级自动化系统。使用先进的PLC控制器代替传统的控制设备，提升系统的稳定性和可靠性。PLC控制器具有高度灵活性，可根据实际需要进行编程，适应煤矿排水工艺的复杂控制需求。然后，根据现场的输入输出信号类型及数量，选择合适的I/O模块。[3]这样可以实现对各种传感器和执行元件的信息采集和控制，确保整个排水工艺的自动化运行。至于节能减排方面，可以通过PLC技术，可以实现对排水设备的智能控制，自动调整排水泵运行状态、开启关闭阀门等，以实现最佳的排水效果。此外，还可以通过PLC技术的优势，可以实现煤矿排水自动化系统的分级控制。将排水过程按照不同的等级划分，设定相应的控制条件和参数。这样可以使排水工艺更加高效和灵活，根据实际需求实现分段调节和优化控制，降低能耗和维护成本。

（四）增设自动化监控设备

人工排水的时间有限，且无法实时监控煤矿内部水量的变化，煤矿排水的应变能力较弱，因此，在煤矿排水自动化技术应用过程中还需要增设自动化监控设备。首先，在煤矿排水系统的重要位置，安装水位监测器，实时监测井下水位的变化情况。通过水位监测数据，可以掌握井下水位的高低，及时采取相应的措施调整排水设备的运行状态。其次，在关键管道处安装流量计，对排水流量进行实时监测和记录。[4]通过流量计的数据，可以了解排水系统的运行状况，判断是否存在管道堵塞或泄漏等问题，并及时进行调整和检修。此外，加强对排水设备的故障监测，安装合适的传感器和仪表来监测设备的运行状态。通过对设备的故障检测和报警，及时发现并处理设备故障，以保证排水工艺的稳定性和可靠性。

总结：煤矿排水自动化技术可以优化排水工艺，实现节能减排的功效，助力煤矿产业的优化和升级。但由于煤矿排水自动化技术运用较少，目前存在着自动排水设备的技术水平低下和排水管道、路径的设计不够科学的问题。为了提升煤矿排水自动化的工艺和节能减排效果，可以通过更新自动化设备、优化排水管道和路径的设计、升级自动化系统，应用PLC技术以及增设自动化监控设备等方法应对煤矿排水自动化技术应用存在的问题。

参考文献：

[1]张德明.基于安全节能的煤矿井下排水控制系统设计[J].自动化应用，2021（05）：36-38.

[2]许东明.煤矿井下自动排水系统的节能优化[J].化工管理，2021（09）：26-27.

[3]李慧东.矿井排水设备自动化控制改造实践[J].机械研究与应用，2021，34（05）：184-186.

[4]杨帆.自动化排水控制系统在煤矿中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2022（22）：63-65.