本發(fā)明涉及礦井水災(zāi)害搶險排水領(lǐng)域，具體涉及一種組合式排水排污系統(tǒng)及方法，特別適用于礦井“老空突水”災(zāi)害的快速搶險救援。

背景技術(shù)：

煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)是我國的基礎(chǔ)工業(yè)。但特殊的地質(zhì)地理環(huán)境，決定了我國煤礦水文地質(zhì)條件與世界其它國家相比十分復(fù)雜，煤炭資源的開采受水災(zāi)害威脅嚴(yán)重，突水事故頻繁發(fā)生。煤礦水災(zāi)害成為影響我國煤礦安全生產(chǎn)的重大關(guān)鍵問題之一。

煤礦水災(zāi)害搶救的核心技術(shù)為搶險排水排污技術(shù)，即在排完礦井巷道內(nèi)的積水和泥沙后實施其它救援工作。作為發(fā)生頻率較高的“老空突水”災(zāi)害特點是：水量不大但水壓高，來勢兇猛并常伴有大量泥沙、巷道坍塌和堵塞救援通道等現(xiàn)象，常造成群死群傷，對礦井的破壞極為嚴(yán)重。

針對這一頻發(fā)且危害嚴(yán)重的水災(zāi)害，一般大功率潛水電泵由于體積大、安裝周期長、對安裝空間要求高等特點，不適于“老空突水”災(zāi)害的搶救；而一般小型潛水電泵排污能力差、運行可靠性低，不能滿足快速救援的要求；同時不同受災(zāi)礦井的開拓方式迥異，使得所需水災(zāi)害救治裝備的流量和揚程難以統(tǒng)一，更加大了“老空突水”淹井水災(zāi)害救治的難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適合礦井“老空突水”災(zāi)害的組合式排水排污系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有排水排污方式不能滿足礦井“老空突水”要求的問題。

為了解決以上問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

所述的一種適合礦井“老空突水”災(zāi)害的組合式排水排污系統(tǒng)，由多個排水單元串聯(lián)或并聯(lián)組合模式所組成，其中排水單元由一整套可以獨立工作、也可以聯(lián)合工作的具有獨立的供電系統(tǒng)的潛污泵和具有足額揚程的排水管路所組成，排水管路從地面排布至井筒內(nèi)并固定在懸壁梁或托管梁上，而潛污泵首尾兩端分別與井筒內(nèi)的排水管路連接并懸掛固定在井筒中。

所述潛污泵的型號應(yīng)相互匹配，避免整個系統(tǒng)運行在低效區(qū)。

所述排水管路均采用軟管連接，并可相互串聯(lián)或并聯(lián)連接進行多管排水。

以上述組合式排水排污系統(tǒng)為基礎(chǔ)，本發(fā)明提供的一種適合礦井“老空突水”災(zāi)害的組合式排水排污方法，包括以下步驟：

(1)在礦井“老空突水”災(zāi)害爆發(fā)時，第一時間通過井下實地查看和查閱有關(guān)圖紙資料，分析出水區(qū)域井筒的淹水狀況，估算現(xiàn)場所需的排采流量和揚程，設(shè)計計算排水管路的布管方案以及所需排水單元的數(shù)量；

(2)按照設(shè)計要求將排水管路布置井筒內(nèi)，同時將各潛污泵運送至井筒中進行安裝固定，連接排水管路并組合各排水單元形成排水系統(tǒng)；

(3)等待各排水單元就緒后，用射流真空泵將潛污泵及排水管道內(nèi)空氣抽出，利用壓縮空氣和排水管路中的高速射流抽氣啟動潛污泵；

(4)接通各排水單元的電源，運行潛污泵，將井筒中的淹水通過排水管路抽排至地面。

本發(fā)明的有益效果如下：

與以往搶險排水方法對比，采用此組合式排水排污系統(tǒng)對礦井“老空突水”災(zāi)害淹水區(qū)域進行救災(zāi)排水具有以下特征與優(yōu)勢：

(1)使用該排水排污系統(tǒng)及方法，采用串聯(lián)或并聯(lián)組合多個排水單元的方式構(gòu)建排水排污系統(tǒng)，可 以滿足各種不同工況下的排水需求，具有廣泛的應(yīng)用價值；

(2)使用該排水排污系統(tǒng)及方法，選用可以排水煤、排泥沙的小型潛污泵組成排水單元，在排水的同時也具備較強的排污能力，能很好的抽排泥沙和煤漿含量較大的“老空突水”災(zāi)害淹水；

(3)使用該排水排污系統(tǒng)及方法，將系統(tǒng)分為若干排水單元同時進行組裝運行，運輸簡單方便，具有較強的機動性，同時可以大大節(jié)省設(shè)備的安裝時間，為礦井突水災(zāi)害的快速救援提供條件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種串聯(lián)安裝示意圖；

圖2為本發(fā)明的另外一種串聯(lián)安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種并聯(lián)安裝示意圖；

圖中標(biāo)記為：1-排水單元；2-潛污電泵；3-排水管路；4-井筒；5-主排水管路。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解并實施本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對發(fā)明實施例作進一步說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例一

如圖1、2所示，一種適合礦井“老空突水”災(zāi)害的組合式排水排污系統(tǒng)，由多個串聯(lián)或并聯(lián)的排水單元1所組成；其中每一套排水單元1包括一整套可以獨立工作、也可以聯(lián)合工作的潛污泵2，各自具有獨立的供電系統(tǒng)和足額揚程的排水管路3。

其中，在潛污泵2正常運行中，既要避免不同型號的水泵并聯(lián)運行，以免出現(xiàn)低效率工況點，同時還應(yīng)盡量避免用閘閥控制流量，以免增加節(jié)流損失；潛污泵2應(yīng)采用無底閥運行，即取消水泵吸水端底閥，采用射流真空泵將潛污泵2體內(nèi)空氣抽出，利用壓縮空氣和排水管路3中的高速射流抽氣啟動潛污泵2。

對于一般涌水量不大的礦井“老空突水”災(zāi)害，常采用串聯(lián)多個排水單元1的方式組成排水系統(tǒng)即可達到現(xiàn)場排水搶險的要求。具體實施步驟如下：

根據(jù)突水巷道的淹水狀況，估算現(xiàn)場所需的排采流量和揚程，設(shè)計計算排水管路3的串聯(lián)布置方案以及所需串聯(lián)排水單元1的數(shù)量；

按照設(shè)計要求將排水管路3布置在井筒4內(nèi)，同時將各潛污泵2運送至井筒4中進行安裝固定，將排水管路3與各潛污泵2串聯(lián)連接，形成排水系統(tǒng)；

等待各排水單元1就緒后，用射流真空泵將各潛污泵2及排水管路3內(nèi)空氣抽出，利用壓縮空氣和排水管路3中的高速射流抽氣啟動潛污泵2；

接通各排水單元1的電源，運行潛污泵2，將井筒4中的淹水通過排水管路3抽排至地面。

在設(shè)計串聯(lián)系統(tǒng)時應(yīng)盡量選擇安裝較粗的排水管路3，以使各潛污泵2工作在工業(yè)利用區(qū)的大流量范圍之內(nèi)。

實施例二

如圖3所示，當(dāng)災(zāi)難現(xiàn)場突水巷道涌水量較大時，為了進一步提高排采量和排水效率，可以通過并聯(lián)多個實施例一中的排水系統(tǒng)，進行聯(lián)合排水作業(yè)。具體實施步驟如下：

根據(jù)突水巷道的淹水狀況，估算現(xiàn)場所需的排采流量和揚程，設(shè)計計算排水管路3的并聯(lián)布置方案以及所需并聯(lián)排水單元1的數(shù)量；

按照設(shè)計要求將排水管路3分別平行布置在井筒4內(nèi)，同時將各潛污泵2運送至井筒4中進行安裝固定，分別將各支路的排水管路3與潛污泵2串聯(lián)連接后并聯(lián)聯(lián)接到主排水管路5，形成排水系統(tǒng)；

等待各排水單元1就緒后，用射流真空泵將各潛污泵2及排水管路3內(nèi)空氣抽出，利用壓縮空氣和排水管路3中的高速射流抽氣啟動潛污泵2；

接通各排水單元1的電源，運行潛污泵2，通過各支路排水管路3同時抽抽水，最終通過主排水管路5排到地面。

在設(shè)計并聯(lián)系統(tǒng)時，選擇安裝的主排水管路5管徑應(yīng)大于各支路排水管路3，以使整個排水系統(tǒng)能夠更高效地運轉(zhuǎn)。

如需長期使用上述排水排污系統(tǒng)，則需要定期檢測水泵和排水管路特性，定期清除管路內(nèi)部所結(jié)水垢，減少管路阻力。對偏離最佳工況點的水泵進行合理的調(diào)整和配合，使水泵特性曲線和管路特性曲線的交點在效率最高區(qū)域，提高排水效率。