CN102966376A - 一种矿体真空负压快速疏干法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种矿体真空负压快速疏干法，主要包括以下步骤：（1）开凿疏干钻孔；（2）以钢管连接到负压联通器：疏干钻孔形成后用软木塞密封，以钢管一端穿入软木塞插入疏干钻孔内，另一端与负压联通器密封连接，多根疏干钻孔内钢管可同时联接到一个负压联通器上；（3）负压联通器与真空泵连接：负压联通器与具有吸水功能的真空泵联接；（4）启动真空泵，吸出水分。本发明工程量小，疏干速度快、效率高，可循环利用，且初期投资小；可实现矿体的高效疏水，防止突水事故发生，改善劳动条件，提高劳动生产效率，消除地下水高水压造成的破坏作用，适用于大水矿体、易泥化、多溶洞的金属或非金属矿床疏干。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿体真空负压快速疏干法，特别涉及一种利用真空泵进行矿体快速疏干的方法。
背景技术
矿床疏干是国内外大水矿床开采，特别是在矿石易泥化、矿体多溶洞且破碎时，实现安全开采的必要途径。矿体疏干对调节矿井涌水量、改善井下作业条件、保障采掘安全、提高生产效率、降低开采成本具有十分重要的作用与意义。目前国内外疏干方法很多，常用的疏干方法有巷道超前疏干法、钻孔超前疏干法、巷道和钻孔联合疏干法等，但由于这些疏干方法采用常压疏干，岩层裂隙内的水压较小，其水流在常态下渗出速度慢，时间长，效果差，严重影响矿床高效安全开采，甚至有可能诱发突水事故。
中国专利ZL97102744.7公开了一种软质地基的快速疏干方法及装置，是在进行疏干时，真空罐可向过滤排水系统中交替产生正压和真空负压；装置的主干管上分别设置一个空压表和一个真空表，在真空罐的进、排气口分别各自连接一个三通接口，并通过该接口分别与主干管及气管以阀门相连接。该方案适用于原状泥浆、淤泥，特别是河道清淤、港口疏浚、滨海地区吹填海底淤泥造陆的疏干，但其方法和装置过于简单。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿体真空负压快速疏干法，解决了磷酸萃取尾气中的氟含量超标，和氟吸收洗涤系统内氟硅酸洗涤水浓度过高易生成硅胶，或浓度过低而不便回收处理的问题。
本发明的技术方案如下所述。
一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）开凿疏干钻孔：在矿床井下开拓完成后，以沿脉运输平巷或探矿巷道作为疏干巷道，采用凿岩台车沿巷向上垂直矿体开凿疏干钻孔；
（2）以钢管连接到负压联通器：疏干钻孔形成后用软木塞密封，以钢管一端穿入软木塞插入疏干钻孔内，另一端与负压联通器密封连接，多根疏干钻孔内钢管可同时联接到一个负压联通器上；
（3）负压联通器与真空泵连接：负压联通器与具有吸水功能的真空泵联接；
（4）启动真空泵，吸出水分：启动真空泵，使疏干钻孔内产生负压，岩层内水通过疏干钻孔内壁裂隙快速渗出，并由真空泵吸出，将矿床内水流排出。
所述步骤（1）中的开凿疏干钻孔是在矿床下盘的运输巷道或探矿巷道内，每隔5~20m，布置一个或者多个疏干钻孔。
所述疏干钻孔孔深20~50m，孔径50~70mm。
所述疏干钻孔在巷道内的同一位置，可布置为单孔状、扇形或束状。
所述步骤（2）中的软木塞的孔径与疏干孔相同，长度为100mm~150mm。
所述软木塞内设有钻孔，钻孔的大小能插入外径25mm~35mm、壁厚5mm~7mm的钢管。
所述步骤（2）中的钢管穿入软木塞的长度为100mm~200mm。
所述步骤（3）中的负压联通器由一个直径的125mm~175mm的无缝钢管加工而成，其管径为钢管的5倍，长度为1~2m。
所述负压联通器的管壁上焊接有多个管接头。
所述负压联通器的一端安装有与真空泵密封连接的管接头。
与现有技术相比，本发明达到的技术效果为：工程量小，疏干速度快、效率高，可循环利用，且初期投资小；可实现矿体的高效疏水，防止突水事故发生，改善劳动条件，提高劳动生产效率，消除地下水高水压造成的破坏作用，适用于大水矿体、易泥化、多溶洞的金属或非金属矿床疏干。本发明利用真空负压快速疏干法，在矿体中钻凿疏干钻孔，利用真空泵形成的孔内负压，形成超出常规的水力坡度，加快矿体中裂隙水的流出，达到矿床快速疏干的目的。本发明利用开拓工程的巷道、钻孔及负压泵进行疏干，不专门开拓专门的巷道进行疏干工作，节约了工程量，降低了疏干降压的成本。本发明采用真空泵将水从岩层中引出，相比于传统方法利用孔隙水压及水自流进行疏干，速度更快效率更高，从而减少了矿体回采的准备时间，提高了矿山回采效率。本发明采用真空泵及其排水管，在一个中段疏干结束后，可将器材拆除，用于其他位置的疏干，实现了主要设施的重复循环使用。
附图说明
图1为本发明疏干钻孔、钢管、负压联通器及真空泵的连接关系示意图；
图2为本发明的管道布置纵向示意图；
图3为图2的A-A向示意图向示意图；
图4为本发明的软木塞纵切面结构示意图。
图中:1-真空泵；2-水沟；3-泄水管；4-排气口；5-进水进气口；6-负压联通器；7-软木塞；8-固定进水管铆钉及支架；9-密封胶皮管；10-固定锚杆；11-钢丝绳；12-孔状金属管；13-胶皮；14-钢管；15-疏干钻孔。
具体实施方式
为了加深对本发明理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述，该附图和实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
图1为本发明疏干钻孔、钢管、负压联通器及真空泵的连接关系示意图，如图1所示，本发明的疏干钻孔15形成后用软木塞7密封，以钢管14一端穿入软木塞7插入疏干钻孔15内，另一端与负压联通器6密封连接，多根疏干钻孔15内钢管14可同时联接到一个负压联通器6上；负压联通器6与具有吸水功能的真空泵1联接。启动真空泵1，使疏干钻孔15内产生负压，岩层内水通过疏干钻孔15内壁裂隙快速渗出到钢管14中，经进水进气口5进入真空泵1，通过真空泵1上的泄水管3将矿床内水流排到水沟2中。工作过程中产生的多余气体从排气口4排出。固定锚杆10、固定进水管铆钉及支架8、钢丝绳11是辅助设施，可固定钢管14和负压联通器6，辅助本发明的实施。孔状金属管12和密封胶皮管9可使疏干钻孔15与软木塞7连接更紧密。
图2为本发明的管道布置纵向示意图，图3为图2的A-A向示意图，如图2、图3所示，负压联通器6由一个直径的125mm～175mm的无缝钢管加工而成，其管径为钢管的5倍，长度为1～2m。负压联通器6上有多个的管壁上焊接有多个管接头，与钢管14连接，钢管14与疏干钻孔15连接。负压联通器6与其固定设施钢绳11之间垫有胶皮13，以增强摩擦力和固定强度。
图4为本发明的软木塞纵切面结构示意图，如图4所示，软木塞7内有一钻孔，钻孔的大小能插入外径25mm～35mm、壁厚5mm～7mm的钢管。
实施例1
（1）开凿疏干钻孔：在矿床井下开拓完成后，在矿床下盘以沿脉运输平巷或探矿巷道作为疏干巷道，采用凿岩台车沿巷向上垂直矿体开凿疏干钻孔。每隔5m，布置一个疏干钻孔。疏干钻孔孔深20m，孔径50mm。
（2）以钢管连接到负压联通器：疏干钻孔形成后用软木塞密封，以钢管一端穿入软木塞插入疏干钻孔内，另一端与负压联通器密封连接，多根疏干钻孔内钢管同时联接到一个负压联通器上。软木塞的孔径与疏干孔相同，长度为100mm。软木塞内设有钻孔，钻孔的大小能插入外径25mm、壁厚5mm的钢管。钢管穿入软木塞的长度为100mm。
（3）负压联通器与真空泵连接：负压联通器与具有吸水功能的真空泵联接。负压联通器由一个直径的125mm的无缝钢管加工而成，其管径为钢管的5倍，长度为1m。负压联通器的管壁上焊接有多个管接头。负压联通器的一端安装有与真空泵密封连接的管接头。
（4）启动真空泵，吸出水分：启动真空泵，使疏干钻孔内产生负压，岩层内水通过疏干钻孔内壁裂隙快速渗出，并由真空泵吸出，将矿床内水流排出。
实施例2
（1）开凿疏干钻孔：在矿床井下开拓完成后，在矿床下盘以沿脉运输平巷或探矿巷道作为疏干巷道，采用凿岩台车沿巷向上垂直矿体开凿疏干钻孔。每隔10m，布置一个或者多个疏干钻孔。疏干钻孔孔深35m，孔径60mm。疏干钻孔在巷道内的同一位置，可布置为单孔状、扇形或束状。
（2）以钢管连接到负压联通器：疏干钻孔形成后用软木塞密封，以钢管一端穿入软木塞插入疏干钻孔内，另一端与负压联通器密封连接，多根疏干钻孔内钢管同时联接到一个负压联通器上。软木塞的孔径与疏干孔相同，长度为125mm。软木塞内设有钻孔，钻孔的大小能插入外径30mm、壁厚6mm的钢管。钢管穿入软木塞的长度为150mm。
（3）负压联通器与真空泵连接：负压联通器与具有吸水功能的真空泵联接。负压联通器由一个直径的150mm的无缝钢管加工而成，其管径为钢管的5倍，长度为1.5m。负压联通器的管壁上焊接有多个管接头。负压联通器的一端安装有与真空泵密封连接的管接头。
（4）启动真空泵，吸出水分：启动真空泵，使疏干钻孔内产生负压，岩层内水通过疏干钻孔内壁裂隙快速渗出，并由真空泵吸出，将矿床内水流排出。
实施例3
（1）开凿疏干钻孔：在矿床井下开拓完成后，在矿床下盘以沿脉运输平巷或探矿巷道作为疏干巷道，采用凿岩台车沿巷向上垂直矿体开凿疏干钻孔。每隔20m，布置一个或者多个疏干钻孔。疏干钻孔孔深50m，孔径70mm。疏干钻孔在巷道内的同一位置，可布置为单孔状、扇形或束状。
（2）以钢管连接到负压联通器：疏干钻孔形成后用软木塞密封，以钢管一端穿入软木塞插入疏干钻孔内，另一端与负压联通器密封连接，多根疏干钻孔内钢管同时联接到一个负压联通器上。软木塞的孔径与疏干孔相同，长度为150mm。软木塞内设有钻孔，钻孔的大小能插入外径35mm、壁厚7mm的钢管。钢管穿入软木塞的长度为200mm。
（3）负压联通器与真空泵连接：负压联通器与具有吸水功能的真空泵联接。负压联通器由一个直径的175mm的无缝钢管加工而成，其管径为钢管的5倍，长度为2m。负压联通器的管壁上焊接有多个管接头。负压联通器的一端安装有与真空泵密封连接的管接头。
（4）启动真空泵，吸出水分：启动真空泵，使疏干钻孔内产生负压，岩层内水通过疏干钻孔内壁裂隙快速渗出，并由真空泵吸出，将矿床内水流排出。
Claims (10)
1.一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）开凿疏干钻孔：在矿床井下开拓完成后，以沿脉运输平巷或探矿巷道作为疏干巷道，采用凿岩台车沿巷向上垂直矿体开凿疏干钻孔；
（2）以钢管连接到负压联通器：疏干钻孔形成后用软木塞密封，以钢管一端穿入软木塞插入疏干钻孔内，另一端与负压联通器密封连接，多根疏干钻孔内钢管同时联接到一个负压联通器上；
（3）负压联通器与真空泵连接：负压联通器与具有吸水功能的真空泵联接；
（4）启动真空泵，吸出水分：启动真空泵，使疏干钻孔内产生负压，岩层内水通过疏干钻孔内壁裂隙快速渗出，并由真空泵吸出，将矿床内水流排出。
2.根据权利要求1所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述步骤（1）中的开凿疏干钻孔是在矿床下盘的运输巷道或探矿巷道内，每隔5～20m，布置一个或者多个疏干钻孔。
3.根据权利要求2所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述疏干钻孔孔深20～50m，孔径50～70mm。
4.根据权利要求2所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述疏干钻孔在巷道内的同一位置，可布置为单孔状、扇形或束状。
5.根据权利要求1所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述步骤（2）中的软木塞的孔径与疏干孔相同，长度为100mm～150mm。
6.根据权利要求5所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述软木塞内设有钻孔，钻孔的大小能插入外径25mm～35mm、壁厚5mm～7mm的钢管。
7.根据权利要求1所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述步骤（2）中的钢管穿入软木塞的长度为100mm～200mm。
8.根据权利要求1所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述步骤（3）中的负压联通器由一个直径的125mm～175mm的无缝钢管加工而成，其管径为钢管的5倍，长度为1～2m。
9.根据权利要求8所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述负压联通器的管壁上焊接有多个管接头。
10.根据权利要求9所述的一种矿体真空负压快速疏干法，其特征在于：所述负压联通器的一端安装有与真空泵密封连接的管接头。
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