1、長距離、高揚程的排放系統(tǒng)在許多領域已得到了廣泛的應用。隨著深部開采技術的發(fā)展，礦井排水系統(tǒng)對安全生產的影響越來越大，嚴重的水錘問題將導致泵房設備被摧毀、泵房被淹沒、人員傷亡等重大安全事故。尤其在具有長距離、高揚程、管道布置復雜的煤礦礦井水排放系統(tǒng)中，水錘的影響尤為重大。搶險救援礦井水排放過程中若發(fā)生水錘事故，后果不堪設想。國內外對水錘防護的研究取得了豐富的成果，對礦井水排放系統(tǒng)的發(fā)展有很大的推動作用。但是對于狹小空間內的礦井水排放系統(tǒng)，

2、目前主要采用加大安全系數的方法來保證排放系統(tǒng)的安全，水錘造成管路振動和沖擊，長期積累存在安全隱患，特別是實現自動化控制或無人值守的自動礦井水排放系統(tǒng)，水泵的啟?？刂婆c礦井水排放通斷閘閥的開關控制就成為關鍵環(huán)節(jié)。
　　本文在分析泵房正常排水、應急強排和救援排水三個工況的安全運行的基礎上，采用水錘防護理論、案例和試驗相結合的方法，為解決長距離、高揚程、管道布置復雜煤礦礦井水排放系統(tǒng)水錘問題，提出了基于液控閘閥速度調節(jié)的礦井水排放系統(tǒng)水

3、錘防護方法，并構建了礦井水安全排放系統(tǒng)的控制體系。
　?。?）分析正常排水、應急強排和救援排水三種排放方式的基礎上，對礦井水排放控制系統(tǒng)水錘問題進行研究，針對狹小空間內礦井排水系統(tǒng)關閥停泵水錘的防護問題，提出基于液控閘閥速度調節(jié)的礦井排水系統(tǒng)水錘防護方法，最優(yōu)關閥序律和速度控制就成了解決水錘問題的關鍵。
　?。?）通過研究礦井水排放管路水錘產生與水錘波動過程，基于特征線法建立水錘波動數學模型，研究了礦井排水系統(tǒng)水錘控制的邊界

4、條件，構建了最優(yōu)閥調節(jié)的單純形模型，結合基于簡單搜索的最優(yōu)閥調節(jié)決策尋優(yōu)方法和動態(tài)規(guī)劃的閥門速度調節(jié)搜索算法，求解出多階段閥最優(yōu)調節(jié)序律。以朱家店煤礦為例，尋優(yōu)得出最優(yōu)閥調節(jié)策略為兩階段變速關閥，即在關閥行程前2/3內，以0.01m/s的速度勻速關閥；在關閥行程后1/3內，以0.01m/s的初始速度進行勻減速關閥，關閥總時間為44s。相比勻速關閥結果，最優(yōu)序律變速關閥水錘壓力幅值減小約50％。
　?。?）基于最優(yōu)閥調節(jié)理論分析的基

5、礎，設計了閥控防水錘系統(tǒng)的控制方案和實現流程，并以現場工況為例，對閥門的不同關閉序律導致的管路振動、壓力、流量等參數進行了試驗測試研究，得出改造前管路加速度x、y、z軸幅值是采用最優(yōu)決策序律關閥加速度位移幅值的5、9.17、7.67倍，勻速關閥的最大沖擊壓力為4.87MPa，變速關閥的最大沖擊壓力為3.47MPa，多階段變速關閥過程數值計算數據與試驗數據比較吻合，誤差在5%內，驗證了最優(yōu)閥調節(jié)防護水錘的有效性及數值計算結果的正確性。

6、r>　　（4）為了實現基于水錘防護的礦井水安全排放控制，設計了礦井水安全排放控制系統(tǒng)四個主要模塊：防水錘電動液控閘閥、水泵房流量監(jiān)測、總線通訊及無線信號傳輸、負壓控制閥?？紤]到礦井工況復雜對流量信號干擾強烈的因素，提出了一種LWT-G-FLP的去噪算法，提高信號采集精度。本文研發(fā)的技術與控制策略，在離柳集團呂梁中陽縣朱家店煤礦和長治山煤集團的經坊煤礦實施后，管道的振動情況均得到了明顯改善。排水管路振動位移的防水錘效率提高了60%以上，基