專利名稱：一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井排水系統(tǒng)，具體是一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
排除補(bǔ)給水源充足的井下巷道涌水是經(jīng)常遇到的一項(xiàng)難題，特別是高承壓礦井底板水。目前采用三種辦法應(yīng)對(duì)，第一種是地面注漿封堵出水點(diǎn)，如圖5所示，即通過在出水點(diǎn)上方的地面打一系列的鉆孔，打入到出水點(diǎn)的突水通道(常是斷層)周圍，通過注入水泥、砂石骨料或化學(xué)材料封堵出水點(diǎn)；第二種是井下注漿封堵出水點(diǎn)，如圖6所示，即首先修筑擋水墻，通過大量井下鉆孔穿過擋水墻注漿封堵出水點(diǎn)。上述方法雖是主動(dòng)防護(hù)方法，但皆施工工藝復(fù)雜，工期長，成本高，動(dòng)輒上千萬，有時(shí)，鉆孔位置、深度等參數(shù)設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確、突水通道位置判斷有誤的話還易造成封堵失敗。目前，在巷道進(jìn)行直接強(qiáng)排是第三種應(yīng)對(duì)方法，但此方法是被動(dòng)防護(hù)方法，有時(shí)為了便于安全，也修筑臨時(shí)擋水墻，為了注漿用或臨時(shí)擋水用，都是臨時(shí)、簡單性的，一般采用直接強(qiáng)排，即采用大功率水泵(潛水泵、離心泵)排水，需要在突水點(diǎn)附近安裝數(shù)臺(tái)排水泵(一般至少三臺(tái)以上，一臺(tái)排水，一臺(tái)檢修，一臺(tái)備用)，排水泵不間斷工作20天左右就因工作負(fù)荷久或操作不當(dāng)?shù)酶鼡Q，而且浪費(fèi)電能，有時(shí)排酸性水時(shí)，排水泵葉片更是損毀嚴(yán)重，耗費(fèi)了大量人力物力，也影響了礦井的整體效益，如果遇到停電，甚至造成淹井事故。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，只需修建一道擋水墻及部分排水管材，無需消耗電力就可排除巷道內(nèi)的高承壓水，適合長期排水，大大節(jié)省排水費(fèi)用，同時(shí)能為礦井隨時(shí)提供分析水樣及給水水源，實(shí)用價(jià)值高。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:在防隔水閘門和涌水點(diǎn)之間的巷道砌筑一道擋水墻，巷道和擋水墻形成一個(gè)儲(chǔ)水空間，在所述的擋水墻上裝有至少一根排水管連接儲(chǔ)水空間和擋水墻外的空間。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的排水管通往本開采水平中央水倉或上水平容納空間。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，還包括三通閥，三通閥的一端與所述通向儲(chǔ)水空間的排水管連接，第二端、第三端則分別與所述通向本開采水平中央水倉和上水平容納空間的排水管連接。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的排水管進(jìn)水口安裝有濾網(wǎng)。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，在防隔水閘門和擋水墻之間的排水管上安裝閥門，在防隔水閘門之外的排水管上安裝截止閥、壓力表和流量表。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的排水管在防隔水閘門和擋水墻之間處引出上下兩根進(jìn)水管形成兩個(gè)進(jìn)水口，每個(gè)進(jìn)水口均設(shè)置濾網(wǎng)。
優(yōu)選的，上述的巷道采用注漿加固及噴錨加固，所述的擋水墻采用水泥、鋼筋、砂石砌筑，厚度不小于3m，使其能承受不小于儲(chǔ)水空間3倍的靜水壓力，兩側(cè)嵌入到巷道壁內(nèi)深度至少50cm，且結(jié)合緊密，砌筑地點(diǎn)選在距出水點(diǎn)一定安全距離且巷道圍巖穩(wěn)定段，施工時(shí)，需繼續(xù)原有的水泵排水工作，以保持截水墻正常施工，結(jié)束后，等一切就緒后，停泵。
優(yōu)選的，所述的防水閘門之內(nèi)的排水管采用鋼管，防水閘門之外的排水管根據(jù)排水壓力大小選用鋼管或塑鋼管。
優(yōu)選的，所述的流量表分別設(shè)置在三通閥引出的排水管上，采用GLC30/50礦用磁旋潤流量傳感器，表殼底部放置一個(gè)磁鋼產(chǎn)生強(qiáng)磁場。
優(yōu)選的，所述的壓力表采用GPD60礦用壓力傳感器，在傳感器啟動(dòng)后，壓力傳感器元件檢測壓力信號(hào)，通過A/D (Analog/Digital，即模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給MCU (Micro Control Unit，中文叫微控制單元)，MCU內(nèi)部程序?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)顯示在LED顯示屏幕上，同時(shí)，信號(hào)既可通過RS485接口輸出，也可以輸出200Hz-5000Hz 的頻率。
基于上述方案，本發(fā)明在防隔水閘門和涌水點(diǎn)之間的巷道砌筑一道擋水墻，巷道和擋水墻形成一個(gè)儲(chǔ)水空間，所述的擋水墻設(shè)置至少一根排水管連接儲(chǔ)水空間和擋水墻外的空間，所述的排水管路數(shù)根據(jù)礦井涌水量大小來，附圖按一路示意，一般不少于2路6寸管(直徑200_)，便于交叉工作，檢修，所述的排水管通往地面出水口或本開采水平中央水倉進(jìn)水口，目前礦井下，已有的擋水墻是為了注漿用或臨時(shí)擋水用，都是臨時(shí)、簡單性的，而本發(fā)明在防隔水閘門和涌水點(diǎn)之間的巷道砌筑一道擋水墻是為了蓄水壓，并設(shè)置排水管，達(dá)到自留排水的目的，成本低、結(jié)構(gòu)簡單、不需要電能，減少排水設(shè)備的使用或不使用排水泵，便于不間斷排水，不受電能的影響，其次保護(hù)了水資源，減少污水處理成本，整體的修筑成本低廉。
使用三通閥時(shí)，分別通向本開采水平中央水倉和上水平容納空間(上水平中央水倉或地面),從而可以把排水管中的水排向本開采水平中央水倉或上水平容納空間，當(dāng)儲(chǔ)水空間水的承壓高度大于距地面的垂直高度時(shí)，排水管中的水可以直接排向地面，當(dāng)儲(chǔ)水空間水的承壓高度小于距地面的垂直高度而大于本水平或上水平中央水倉一定高度時(shí)，排水管的水則根據(jù)需要直接排向本水平或上水平的中央水倉，例如，在深部礦井中，通常儲(chǔ)水空間水的承壓高度小于距地面的垂直高度，無法直接排到地面，就可以把排水管的三通閥分別通向本開采水平中央水倉和上開采水平中央水倉，儲(chǔ)水空間水的承壓高度只要大于距上開采水平中央水倉的垂直高度時(shí)，就可以直接排到上開采水平中央水倉里，過渡一下，然后再通過水泵排到地面，縮小了排水揚(yáng)程，降低了成本。


圖1是本發(fā)明的一種實(shí)施方案示意圖； 圖2是另一種實(shí)施方案的意圖； 圖3是圖2的改進(jìn)方案不意圖； 圖4是圖3的電器部分控制原理圖； 圖5是地面注漿封堵出水點(diǎn)示意圖； 圖6是井下注漿封堵出水點(diǎn)示意圖。
圖中:1、擋水墻，2、涌水點(diǎn)，3、巷道，4、儲(chǔ)水空間，5、三通閥，6、截止閥，7、濾網(wǎng)，8、防隔水閘門，9、壓力表，10、流量表，11、閥門，12、排水管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，在防隔水閘門8和涌水點(diǎn)2之間的巷道3砌筑一道擋水墻1，巷道3最好采用注漿加固及噴錨加固，所述的擋水墻I采用鋼筋、水泥、砂石砌筑，厚度不小于3m，使其能承受不小于3倍的儲(chǔ)水空間4的靜水壓力，兩側(cè)嵌入到巷道3壁內(nèi)深度至少50cm，且結(jié)合緊密，砌筑地點(diǎn)，選在距出水點(diǎn)一定安全距離且巷道3圍巖穩(wěn)定段，施工時(shí)，需繼續(xù)原有的水泵排水工作，以保持截水墻正常施工，結(jié)束后，等一切就緒后，停泵。巷道3和擋水墻I形成一個(gè)儲(chǔ)水空間4，所述的擋水墻I中上部位置設(shè)置排水管12連接儲(chǔ)水空間4和擋水墻I外的空間,所述的排水管12通往地面出水口或本開采水平中央水倉，排水管12進(jìn)水口安裝有濾網(wǎng)7，能夠更好的過濾淤泥雜質(zhì)，保證排水管12的通暢，當(dāng)然排水管12路數(shù)根據(jù)礦井涌水量大小來，附圖按一路示意，可以選擇2路6寸管(直徑200_)，便于交叉工作，檢修。為了能使儲(chǔ)水空間4排水的效果更好，同時(shí)滿足本開采水平中央水倉用水，在排水管12上裝一個(gè)三通閥5，分別通向本開采水平中央水倉和地面，把排水管12通往本開采水平中央水倉的部分的閥門11關(guān)掉，當(dāng)巷道3的擋水墻I內(nèi)儲(chǔ)水空間4涌水的承壓高度大于儲(chǔ)水空間4距地面的垂直高度時(shí)，排水管12中的水會(huì)直接排往地面，沿著地面的管道或水溝排出，當(dāng)儲(chǔ)水空間4涌水的承壓高度小于儲(chǔ)水空間4距地面的垂直高度而大于本開采水平中央水倉一定高度時(shí)，打開通往本開采水平中央水倉的排水管12，此時(shí)的涌水會(huì)通過壓力進(jìn)入本開采水平中央水倉，當(dāng)然為了能夠有更完善的排水效果，排水管12在防隔水閘門8和擋水墻I之間處引出上下兩根進(jìn)水管形成兩個(gè)進(jìn)水口，每個(gè)進(jìn)水口均設(shè)置濾網(wǎng)7。
圖2是本發(fā)明的另一種是實(shí)施例，與實(shí)施例1的區(qū)別在于三通閥5連接的排水管12分別通往本開采水平中央水倉和上開采水平中央水倉，因?yàn)樵谏畈康V井中，通常，儲(chǔ)水空間4水的承壓高度小于距地面的垂直高度，無法直接排到地面，可以把排水管12的三通閥5分別通向本開采水平中央水倉進(jìn)水口和上開采水平中央水倉進(jìn)水口，儲(chǔ)水空間4水的承壓高度只要大于距上開采水平中央水倉一定的垂直高度時(shí)，就可以直接排到上開采水平中央水倉里，過渡一下，然后再通過水泵排到地面，縮小了排水揚(yáng)程，降低了成本。
如圖3所示的實(shí)施例在圖2實(shí)施例基礎(chǔ)上的完善，在防隔水閘門8和擋水墻I之間的排水管12上安裝閥門11，在防隔水閘門8之外的排水管12上安裝截止閥6、壓力表9和流量表10，分別設(shè)置在三通閥5引出的排水管12上，流量表10采用GLC30/50礦用磁旋渦流量傳感器，在表殼底部放置一個(gè)磁鋼產(chǎn)生強(qiáng)磁場，磁力線穿過管道，當(dāng)介質(zhì)流過傳感器強(qiáng)磁場時(shí)，切割磁力線感應(yīng)出脈動(dòng)的磁動(dòng)勢，用電極拾取此電信號(hào)，在一定的流速范圍內(nèi)其頻率正比于流量，流量數(shù)據(jù)既可以在流量表10上顯示，也可以通過數(shù)據(jù)傳輸線傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控室，壓力表9采用GPD60礦用壓力傳感器，如圖4所示，在傳感器啟動(dòng)后，壓力傳感器元件檢測壓力信號(hào)，通過A/D (Analog/Digital，即模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳輸給MCU (Micro Control Unit，中文叫微控制單元)，MCU內(nèi)部程序?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)顯示在LED顯示屏幕上，同時(shí)，信號(hào)既可通過RS485接口輸出，也可以輸出200Hz-5000Hz 的頻率。
權(quán)利要求
1.一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于，在防隔水閘門和涌水點(diǎn)之間的巷道砌筑一道擋水墻，巷道和擋水墻形成一個(gè)儲(chǔ)水空間，所述的擋水墻裝有至少一根排水管連接儲(chǔ)水空間和擋水墻外的空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于，所述的排水管通往本開采水平中央水倉或上水平容納空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于，所述的排水管還包括三通閥，三通閥的一端與所述通向儲(chǔ)水空間的排水管連接，第二端、第三端則分別與本開采水平中央水倉和上水平容納空間的排水管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于所述的上水平容納空間為上水平中央水倉或者地面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于所述的排水管進(jìn)水口安裝有濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于在防隔水閘門和擋水墻之間的排水管上安裝閥門，在防隔水閘門之外的排水管上安裝截止閥、壓力表和流量表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于所述的排水管在防隔水閘門和擋水墻之間處引出上下兩根管道形成并聯(lián)的兩個(gè)進(jìn)水口，每個(gè)進(jìn)水口均設(shè)置濾網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于:所述的巷道采用注漿加固及噴錨加固，所述的擋水墻采用鋼筋、水泥、砂石砌筑，厚度不小于3m,兩側(cè)嵌入到巷道壁內(nèi)深度至少50cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于:所述的防水閘門之內(nèi)的排水管采用鋼管，防水閘門之外的排水管選用塑鋼管。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，其特征在于三通閥三個(gè)端口引出的排水管上均設(shè)有流量表，流量表采用礦用磁旋渦流量傳感器，所述的壓力表采用礦用壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種井下巷道高承壓涌水的自流排水系統(tǒng)，在防隔水閘門和涌水點(diǎn)之間的巷道砌筑一道擋水墻，巷道和擋水墻形成一個(gè)儲(chǔ)水空間，所述的擋水墻設(shè)置至少一根排水管連接儲(chǔ)水空間和擋水墻外的空間，所述的排水管通往本開采水平中央水倉或上水平中央水倉或地面。本發(fā)明的有益效果是成本低、結(jié)構(gòu)簡單、不需要電能，減少排水設(shè)備的使用或不使用排水泵，便于不間斷排水，不受電能的影響，其次保護(hù)了水資源，減小污水處理成本，另外，可以通過閥門控制放水，隨時(shí)取樣，有助于分析補(bǔ)給水源的變化，為礦井生產(chǎn)提供可觀的水資源。
文檔編號(hào)E21F16/00GK103195477SQ201310137469
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者齊躍明, 羅斌, 趙小二, 鞏萍, 馬少蓮, 羅蒙浪, 陳玉華, 董貴明, 張新霞, 杭遠(yuǎn) 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)