煤矿井下排水系统在煤矿安全生产中占据重要地位。同时,该系统也是能耗大户,因此,建立安全、可靠、经济运行的排水系统,对煤矿生产具有现实意义。本文在调研和分析了我国现有井下排水系统存在问题的基础上,以山西省唐山沟煤矿为例,对其原有排水系统进行了自动化改造。总体方案中,考虑到该矿水文地质条件较复杂,有突发透水事故的隐患,加入了以潜水泵为核心的强排系统,通过监测涌水速率的异常变化,控制强排系统工作,提高了整个系统的安全性;对排水系统的重要辅件手动闸阀进行了电控改造,实现了闸阀的自动启闭。系统设计有远程自动、就地自动、远程手动和就地手动四种控制模式,可根据工况进行切换。主控系统选用西门子S7-1200系列PLC作为中央控制器,扩展了模拟量输入模块、数字量输入模块和通讯模块进行功能控制,并对系统前端工作设备、传感器、PLC各控制模块进行选择且进行了点数分配。系统在软件上采用结构化设计,根据节约能耗的原则,建立“避峰填谷”排水模型,合理调度水泵的工作时间;根据水泵的逻辑控制,建立水泵轮替工作制,以达到优化水泵运行及提高其使用寿命的目的。本论文研制的排水系统主要特点:系统各工作参数实时检测与显示;水泵自动启停;设计了较完善的保护和报警功能,如电机故障保护、水泵欠压报警等;支持触摸屏进行现场调试;系统可与地面监控中心联网,以便于集中管理。在本论文研究期间,通过与西安矿用自动化设备有限公司的项目合作,对山西大同唐山沟煤矿中央水泵房进行了实地调研,研制了井下自动排水系统,通过对该系统的调试,验证了设计的可行性。