本發(fā)明涉及礦井水災害的搶險排水領域，具體涉及一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統及方法，特別適用于大型礦山大涌水量水災害的快速排水救援。

背景技術：

我國礦山水文地質條件極為復雜，礦井突水事故時有發(fā)生。礦井淹沒后應當盡快排水復礦，一般根據地質條件采取先堵后排，先排后堵，邊排邊堵或只排不堵四種模式，對具體復礦模式應進行具體技術經濟分析后確定。

由于我國礦山資源開采的井型差異大、技術水平參差不齊，對于淹沒的斜井開拓礦井及水平巷道的突發(fā)水災害，當其涌水量小于250m³/h時，可以采用臥泵跨步追排水進行復礦，也可以采用小潛水泵群泵追排水復礦。目前國內200KW以下多級潛水泵設計工況均是立式安裝運行，作為搶險救災可以將其臥式安裝運行，但其可靠性低，易出故障。對于涌水量小，靠多泵并聯來增加可靠性仍可取得排水成功。但對于涌水量大于250m³/h、尤其是當遇到揚程大于200米的斜井時，以往我國的大功率潛水電泵不能水平或傾斜放置使用，難以實現大型礦山斜井或水平巷道突水災害排水復礦的實際需求。

此外，在我國大型礦難的快速救援過程中，為安裝施工方便，多采用只排不堵的方式進行搶險排水，這樣突水很快會淹沒各個開采巷道，導致整個礦井必須全部停工等待突水完全排凈以后才能復工進行開采作業(yè)，造成極大的經濟損失。所以當前急需一種既能夠及時救治巷道突水，又能夠保證礦井其他巷道正常進行開采作業(yè)的搶險排水系統及排水方法。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統及方法，在封閉礦井中實現迅速救治巷道突水，保證礦井其它巷道進行正常煤炭開采作業(yè)。

為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術方案實現：

所述的一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統由潛水電機、潛水泵、吸水罩、吸水網罩、水位監(jiān)測系統、逆止閥、揚水管、小托車和臨時水閘墻組成：潛水電機與潛水泵在吸水罩內部平臥連接，并通過吸水罩上的支撐頂絲固定；吸水罩末端裝有吸水網罩，底端與小托車相連接，形成可在平巷中徑向移動的組合體；潛水泵的出水口通過逆止閥與揚水管相連接，揚水管穿過臨時水閘墻通向地面。

所述潛水泵選用雙吸泵型，具有上吸水口和下吸水口兩個吸入口，泵體部分的上葉輪和下葉輪呈對稱分布。

所述吸水罩下方固定有4臺可移動的小托車。

在所述平巷中安裝水位監(jiān)測系統，即時監(jiān)測巷道內水位，以控制系統啟停。

以上述封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統為基礎，本發(fā)明提供的一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統及方法，包括以下步驟：

(1)在礦井突水災害發(fā)生時，第一時間通過井下實地查看和查閱有關圖紙資料，分析確定出水位置，搶先將所述排水系統設備運送至礦井突水區(qū)域附近的平巷中，并通過修筑水閘墻，將突水災害的水源封閉在一定區(qū)域內進行抽排。

(2)將潛水電機與潛水泵相對接，并整體套入吸水罩內，通過吸水罩上的支撐頂絲將潛水泵和潛水電機固定在吸水罩中央，然后整體放置在4臺小托車上，裝好泵頭、逆止閥和揚水管的水平部分；

(3)沿軌道通過小托車將整機移動至最佳排水位置，修筑好臨時水閘墻將平巷封閉，水閘墻凝固達到要求強度后，沿平巷和立井安裝揚水管，延伸至地面；

(4)等待封堵水位達到水位檢測系統的最低啟動位置時，啟動潛水電機帶動潛水泵運轉，將平巷內 的水通過揚水管排送至地面。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明提供了一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統及方法，當大型或特大型礦井發(fā)生突水事故時，將排水系統預先安裝在水平巷道中，然后修筑水閘墻，將水源封堵在一定區(qū)域內，控制水流繼續(xù)漫延；當水位達到水位檢測儀最低啟動位置時，啟動潛水電機將平巷內的水通過潛水泵和揚水管排送至地面，為礦井的搶救工作提供了更多的時間，避免事故擴大，并且在有效救治災害的同時保證了其他井道的正常開采。

與以往搶險排水方法對比，采用此排水系統對礦井突水區(qū)域進行封閉排水具有以下特征與優(yōu)勢：

(1)使用該排水系統及排水方法，將潛水電泵臥式使用，在保證了大功率、大流量、高揚程特點的同時，極大地減少了吊掛設備的安裝工程量，降低了系統安裝的時間和技術難度；

(2)使用該排水系統及排水方法，在突水事故爆發(fā)初期就可以通過修筑臨時水閘墻來使突水水位達到排采要求，第一時間將突水排出，避免突水災害進一步擴大；

(3)使用該排水系統及排水方法，將礦井突水區(qū)域封閉起來進行排水，可以在排水的同時保障其他礦井區(qū)域開采的正常進行，將突水災害所造成的損失降到了最低，并能極大地縮短復礦時間。

附圖說明

圖1為封閉礦井突水區(qū)域搶險排水系統示意圖；

圖2為封閉礦井突水區(qū)域搶險排水系統安裝示意圖；

圖中標記為：1-礦工；2-立井；3-立井提升系統；4-揚水管；5-平巷；6-排水系統；7-臨時水閘墻；8-逆止閥；9-潛水泵；10-吸水罩；11-小托車；12-潛水電機；13-吸水網罩；14-水位監(jiān)測系統；15-軌道。

具體實施方式

以下結合附圖1和附圖2，對本發(fā)明的一個實施例作進一步描述：

如圖1和2所示，一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統6，包括潛水電機12、潛水泵9、吸水罩10、吸水網罩13、水位監(jiān)測系統14、逆止閥8、揚水管4、小托車11和臨時水閘墻7；潛水電機12與潛水泵9在吸水罩10內部平臥連接，并通過吸水罩10上的支撐頂絲固定；吸水罩10末端裝有吸水網罩13，底端與小托車11相連接，形成可在平巷5內徑向移動的組合體；潛水泵9的出水口通過逆止閥8與揚水管4相連接，揚水管4穿過臨時水閘墻7通向地面。

所述潛水泵9選用雙吸泵型，具有上、下兩個吸入口，泵體部分的上葉輪組和下葉輪呈對稱分布，潛水泵9工作時，上泵對軸的作用力與下泵對軸的作用力，大小相等方向相反，理論上實現系統的軸向力平衡，另外，系統外加扇形分塊止推軸承，平衡由于制造工藝產生的殘余軸向力。

所述封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水系統中在平巷安裝水位監(jiān)測系統，即時監(jiān)測巷道內水位，以控制系統啟停。

本實施例中一種封閉礦井突水區(qū)域的搶險排水方法，當大型或特大型礦井發(fā)生突水事故時，將排水系統預先安裝在水平巷道中，然后修筑水閘墻，將水源封堵在一定區(qū)域內，控制水流繼續(xù)漫延；當水位達到水位檢測儀最低啟動位置時，啟動潛水電機將平巷內的水通過潛水泵和揚水管排送至地面，為礦井的搶救工作提供了更多的時間，避免事故擴大，并且在有效救治災害的同時保證了其他井道的正常開采。該排水方法主要包括以下步驟：

(1)在礦井突發(fā)水災害時，第一時間通過井下實地查看和查閱有關圖紙資料，分析確定出水位置，搶先將所述排水系統6設備運送至礦井突水區(qū)域附近的平巷5中，并通過修筑水閘墻，將突水災害的水源封閉在一定區(qū)域內進行抽排。

(2)將潛水電機12與潛水泵9相對接，并整體套入吸水罩10內，通過吸水罩10上的支撐頂絲將潛水泵9和潛水電機12固定在吸水罩10中央，然后整體放置在4臺小托車11上，裝好泵頭、逆止閥8和揚水管4的水平部分；

(3)沿軌道15通過小托車11將整機移動至最佳排水位置，修筑好臨時水閘墻7將平巷5封閉，水閘墻7凝固達到要求強度后，沿平巷5和立井2安裝揚水管4，延伸至地面；

(4)等待封堵水位達到水位檢測系統14的最低啟動位置時時，啟動潛水電機12帶動潛水泵9運轉，將平巷5內的水通過揚水管4排送至地面。

此外，由于我國礦山水文地質條件極為復雜，開采的井型差異大、技術水平參差不齊，在突水災害爆發(fā)后，需要第一時間根據地質條件對突水區(qū)域進行評估分析：如果突水區(qū)域平巷的水位較低，則可直接將上述排水系統6運送至平巷安裝作業(yè)，然后封堵后排水；如果突水區(qū)域平巷水位較高，已經很難將排水系統6運送至平巷內安裝，則可選擇先對平巷進行臨時注漿封堵后再安裝排水系統6，然后通過爆破的方式疏通臨時封堵墻后進行排采。