煤矿排水系统是煤矿六大系统之一,在保证矿井正常建设和生产方面起着重要作用。现有的排水系统能够完成将正常涌水状态下的井下水及时排出矿井,但在特殊状况下,矿井涌水量突然增大,远远超出了井下排水系统的最大排水能力,就会造成泵房设备被水淹没。由于组成常规排水系统的各设备不具备水下运行功能,尤其是排水阀门,因此当排水设备被淹没之后,整个排水系统就不能正常运行,从而导致更大的安全事故。本文首先在分析现有的常规排水系统和强排系统使用现状的基础上,提出了强排自动控制系统及其关键元件的设计准则。在设计的控制方式上,强排自动控制系统集地面远程监测监控系统和井下自动排水系统两种技术于一体,在设计上提出并实现了利用上位机进行地面监控的网络与PLC可编程控制器构建而成的就地控制系统相结合的控制方式,实现了远距离的控制。针对出现的信号衰减及干扰现象,在设计上采取了一定的措施防止或降低信号的干扰程度。完成了强排自动控制系统的设计之后,对强排自动控制系统的关键元件-潜水电动液控闸阀装置进行了设计。首先以能够潜水500米为标准设计闸阀部分。根据闸阀控制管路的工作原理和在水下工作的实际工况,设计了液压驱动系统。并应用水锤理论,以矿井深度为600米为例,计算出在这样的工况下,能够减弱或消除水锤危害的启闭矿用潜水电动液控闸阀的最短时间,加上闸阀的阀板运动距离得到液压驱动油缸伸出或缩回时的平均速度。利用三维建模软件Solidworks建立了潜水闸阀的三维模型。利用有限元分析软件ANSYS workbench对闸阀壳体进行了静力学分析,验证了设计的合理性。利用AMESim软件对液压驱动系统进行了仿真分析,通过对相应参数的设置,得到了与实际相符的运动学曲线。利用ADAMS软件对潜水电动液控闸阀进行仿真分析,设置了相关的驱动和负载函数,得到了符合设计要求的启闭阀门的效果。在理论分析的基础上,按照设计的原理和尺寸,制作一套闸阀的样机,并在实验室模拟矿井的实际工况对该样机进行了试验。根据不同试验采集了大量的试验数据,分析结果表明,该套闸阀装置能够在长距离电缆的控制下在水下完成启闭闸阀的操作。在实验室试验的基础上进行了工业性试验,从试验情况看出强排自动控制系统能够完成设计功能,包括潜水闸阀在内的各组成部分运行良好,达到了设计目标,所以该设计的强排自动控制系统及关键技术达到了能够应用矿井生产、建设的条件。