矿井多水平接力排水系统优化控制

发布时间：2024-06-14 04:01

　　矿井多水平接力排水系统的用电量非常大,为提高排水系统运行的经济性,需要优化排水系统控制,而目前的矿井多水平接力排水系统优化控制方法存在容易溢仓、水泵频繁启停等问题。针对上述问题,提出了一种矿井多水平接力排水系统优化控制策略。以各水平水仓水位必须处于最低水位与最高水位之间、各水平水仓排水量不小于涌水量为约束条件,1个排水周期内各水平用电成本之和最低为目标函数,建立了矿井多水平接力排水系统优化控制模型。通过在约束条件中引入裕量,避免了水泵频繁启停;利用灰色模型进行涌水量预测,以获得精确的水仓水位,避免了溢仓事故。应用结果表明,该优化控制策略在保证排水安全性的前提下,降低了排水系统用电成本。

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【部分图文】：

图1王坡煤矿排水系统

山西天地王坡煤业有限公司（以下简称王坡煤矿）的排水系统为一个典型的双水平接力排水系统，如图1所示。为了对矿井涌水量灰色预测模型的适用性进行检验，采用残差分析检验模型预测精度。王坡煤矿实际涌水量和预测涌水量对比如图2所示。经计算，模型预测精度为82.34%，模型精度等级为良好。

图2实际涌水量与预测涌水量对比

对排水系统控制进行优化后，某一排水周期内排水系统运行情况如图3所示，可看出优化控制前排水量呈阶梯状变化，优化控制后排水量变化趋势与涌水量更贴近，对水位变化的响应更及时，避免了溢仓事故。图3排水系统运行情况

图3排水系统运行情况

图2实际涌水量与预测涌水量对比优化控制后水泵开启次数统计如图4所示，可看出水泵开启次数随时间推移平稳增长，没有出现短时间内水泵频繁启停现象，这是由于在水仓流量约束条件中引入了裕量，降低了控制系统的灵敏度。

图4水泵开启次数

优化控制后水泵开启次数统计如图4所示，可看出水泵开启次数随时间推移平稳增长，没有出现短时间内水泵频繁启停现象，这是由于在水仓流量约束条件中引入了裕量，降低了控制系统的灵敏度。王坡煤矿排水系统中每台水泵每天实际工作时长为8h，优化控制后，1台160kW的水泵1a可节约电费9.255....

本文编号：3994111