CN102995913B - 一种工艺水调节池修复系统及修复方法 - Google Patents
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Abstract
一种工艺水调节池修复系统，包括三通管道系统（40），并特别提供变径接头（45），三通管道系统的两个连通管（41、42）的外端口分别通过一个变径接头与进水口（51）和出水口（61）对应连通；第三个连通管（43）固定于调节池壁上、且其外端口（431）高于库区液面，水泵将调节池内的工艺水泵送到第三个连通管内。调节池内的工艺水很方便地抽入三通管道系统，并自流入回水泵房，从而送回工厂循环使用，这就可在不中断生产的条件下排干调节池，进而修复调节池防渗膜。本发明对水泵要求较低；回水不受抽水泵流量影响，从而保证了回水泵安全；专门提供了变径接头来连接输送管与三通管道系统，无需封堵进水口，连接可靠，可防止工人水下作业的危险。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾矿库及工业废渣堆场的工艺水调节池下的防渗膜的修复系统及其修复方法。
背景技术
调节池是尾矿库及工业废渣堆场不可或缺的组成部分，起到回水、蓄洪和调洪多重作用。输送工业废渣的水由于循环使用，污染物含量一般较高，通常称其为工艺水。为防止工艺水渗露污染地下水和土壤，工艺水调节池通常需铺设防渗膜进行防渗处理。输送工业废渣的浆液进入堆场后，固体废渣在库区沉淀，而澄清后的工艺水进入排水斜槽或排水竖井，再经过输送管道或隧洞流入调节水池。对于污染物浓度较高的工艺水，一般需要使用聚乙烯管(PE管)连通排水斜槽(或排水竖井)与铺膜防渗的调节池。PE管以管穿膜的形式进入调节池，形成工艺水进水口。进入调节池的工艺水通常以自流的形式通过PE管流入回水泵房，再通过回水泵房泵送回工厂循环使用(如图1所示)。由于工厂循环需要足够的水量，所以调节池中水位需要始终比出水PE管的顶部高1～2米，才能形成足够的水压，以保证有足量的工艺水回到生产系统，以满足生产的需要。
然而，调节池的防渗膜一旦有破损，就必须进行修复，否则将导致工艺水泄漏，给周边环境造成污染。防渗膜的检查和修复只有在完全干燥的条件下才能进行，这势必需要抽干工艺水调节池中积水。然而，排干工艺水调节池难度极大。这是由于：1、调节池进水口封堵难度极大。调节池进水口一般位于调节池中水位以下，在工艺水下封堵HDPE管存在较大风险。此外，由于库区排水斜槽或排水竖井难以做到完全止水，调节池进水口一旦封堵，连接库区与调节池的管道内的水位将迅速上升至与库区水位齐平，从而对进水口封堵端口形成很大的水压力，使得封堵端口被冲开。2、将调节池中存水转移至库区耗时长、难度大。污染物浓度大的工艺水不能外排，只能转移至库区，但是调节池与库区之间一般都隔着数十米高的初期坝。要将数万立方米的工艺水通过水泵越过初期坝转移至高于调节池的库区，不仅耗时长，而且成本非常高。更为突出的问题在于，在抽水和修复调节池期间，回水中断，工厂势必停产，进而造成巨大经济损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在不中断生产的条件下排干调节池，从而修复调节池防渗膜的工艺水调节池修复系统及其修复方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工艺水调节池修复系统，调节池通过输送管与库区底部连通，将库区的工艺水从输送管进水口导入调节池，且调节池还通过输送管与将工艺水泵送回工厂的回水泵房连通，将工艺水从输送管的出水口导出调节池；所述输送管包括第一输送管和第二输送管，所述进水口所在的输送管为第一输送管，出水口所在的输送管为第二输送管；其特征在于，所述修复系统还包括一个三通管道系统和水泵，所述三通管道系统包括三个连通管、该三个连通管的三通接头，还包括变径接头；第一个连通管的外端口通过一个变径接头与第一输送管的进水口刚性连接并导通；第二个连通管的外端口通过另一个变径接头与所述第二输送管的出水口刚性连接并导通；第三个连通管固定于调节池壁上、且其外端口高于库区液面，一个水泵连通于调节池与第三个连通管外端口，并可将调节池内的工艺水泵送到第三个连通管的外端口内；
所述第一个连通管、第二个连通管的外端口分别一体设有法兰头；
所述变径接头由两个圆钢管焊接连接而成，且在变径接头的两端分别设有法兰；
其中一个圆钢管外的法兰与连通管外端口的法兰头通过螺栓连接；另一个圆钢管的内径大于其连接的输送管的外径并套设和紧固在输送管之外，且在二者之间密实填充有膨胀式防水条。
所述变径接头由直径不同的两个圆钢管通过圆环片焊接连接而成。
所述变径接头上与输送管套接的那个圆钢管称为第一圆钢管，其周向布置有多个通孔，且每个通孔处焊接有螺帽，紧固螺杆与所述螺帽螺纹连接并穿过通孔而紧固在所述输送管的外表面。
所述三通管道系统还包括一个带嵌板套的钢法兰；所述带嵌板套的钢法兰由一个圆筒状嵌板套及其外端焊接的钢法兰组成，所述嵌板套套设在所述输送管外，并可伸入第一圆钢管与所述输送管之间将膨胀式防水条挤紧；带嵌板套的钢法兰与所述第一圆钢管外的法兰通过螺栓连接。
所述第一输送管上紧固有一个抱箍，在所述变径接头与抱箍之间用钢丝绳连接紧固。
所述变径接头的表面全部涂抹有防腐作用的玻璃钢。
所述输送管为PE管或HDPE管。
采用所述一种工艺水调节池修复系统进行调节池防渗膜修复的方法，首先将调节池内工艺水抽干，再检查和修复调节池的防渗膜，然后恢复调节池蓄水；其特征在于，将调节池工艺水抽干采用三通管道系统，步骤如下：
步骤一：将一个组装好的三通管道系统转移至调节池中，其中已经安装好变径接头的第一个连通管的外端口接近所述第一输送管处的进水口，已经安装好另一个变径接头的第二个连通管的外端口接近所述第二输送管处的出水口，第三个连通管固定于调节池壁上，并使第三个连通管外端口高于库区液面；
步骤二：通过水下作业，将第一个连通管外端口的变径接头与第一输送管进水口刚性连接，实现连通，且密封；
步骤三：通过水下作业，将第二个连通管外端口的变径接头与第二输送管的出水口刚性连接，实现连通，且密封；
步骤四：通过水泵自调节池中向第三个连通管外端口内注水，逐步抽干调节池内的工艺水；
所述恢复调节池蓄水是首先松开所述出水口处的第二个连通管处的变径接头，使调节池内的水可自流入出水口；然后松开所述进水口处的第一个连通管处的变径接头，使进水口的水可直接流入调节池；
然后将三通管道系统吊出调节池。
所述变径接头上与输送管套接的那个圆钢管称为第一圆钢管，其周向布置有多个通孔，且每个通孔处焊接有螺帽；所述三通管道系统还包括一个带嵌板套的钢法兰；所述带嵌板套的钢法兰由一个圆筒状嵌板套及其外端焊接的钢法兰组成，所述嵌板套可套设在所述输送管外，并可伸入第一圆钢管与所述输送管之间；
所述步骤二、步骤三具体分别为：
A.将所述带嵌板套的钢法兰套在输送管上；
B.将变径接头的第一圆钢管套在输送管外；此时，带嵌板套的钢法兰的嵌板套离变径接头尚留有距离；
C.沿着输送管外壁，向输送管与变径接头的第一圆钢管之间填充膨胀式防水条，并挤压密实；
D.将步骤A中套在输送管上的带嵌板套的钢法兰上的嵌板套向内挤密防水条以实现密封，然后将带嵌板套的钢法兰上的法兰与变径接头上的法兰连接，并采用螺栓进行紧固；
E.采用螺杆拧入预先焊接在变径接头的第一圆钢管上的螺帽，并穿过通孔而紧固在所述输送管的外表面。
所述步骤二、步骤三的E之后，还有步骤：
F.在第一输送管上紧固一个抱箍，然后采用钢丝绳将抱箍和第一个连通管处的变径接头连接起来。
与现有技术相比，本发明的工艺水调节池防渗膜修复系统由于采用三通管道系统，其中第一个连通管与调节池进水口连通、而第二个连通管与调节池出水口连通，并用水泵将调节池内的水抽入第三个连通管，这样，调节池内的工艺水很方便地抽入三通管道系统，并自流入回水泵房，从而送回工厂循环使用，这样就可以在不中断生产的条件下排干调节池，从而修复调节池防渗膜。本发明专门提供了变径接头来连接输送管与三通管道系统，连接可靠的同时，可以防止工人水下作业的危险。
1、对水泵要求较低。由于只需向高于库区液面的第三个连通管外端口抽水，而无需越过初期坝坝顶向库区抽水，对水泵的扬程要求较低、操作简单、成本小；
2、无需封堵进水口，从而不至于引起进水口处水压力骤然增大，冲破封堵，威胁调节池中进行修复工作的工人生命安全；
3、回水不受抽水泵流量影响，从而保证了向工厂输送工艺水的回水泵的安全。回水泵运行需要足够的水量，如果供水量不足，回水泵空转，可在短时间内烧毁。本修复系统的特点在于，当抽水水泵正常运转时，第三个连通管中液位上升，高于库区液位，库区水即停止向三通管流动，调节池中积水通过出水PE管流入回水泵房，并通过回水泵转移至工厂；当抽水水泵因机械故障或其他原因流量减少时，第三个连通管中液位下降，低于库区液位，库区水即自动补充，从而始终保证回水泵有足够的水量正常运转。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步地详细说明：
图1为背景技术中调节池及工艺水回水系统构成示意图。
图2为本发明的工艺水调节池修复系统构成示意图。
图3为本发明的三通管道的第一或第二连通管通过一个钢变径与输送管刚性连接的剖视示意图。
具体实施方式
如图2-3所示，本发明的一种工艺水调节池修复系统中，调节池10通过第一输送管50与库区20底部连通，将库区的工艺水从第一输送管50的进水口51导入调节池，且调节池还通过第二输送管60与将工艺水泵送回工厂的回水泵房30连通，将工艺水从第二输送管60的出水口61导出调节池。作为输送管，第一输送管和第二输送管可以为HDPE管或PE管，对于污染物浓度较高的工艺水，一般需要使用高密度聚乙烯管(HDPE管)。图2中调节池壁的防渗膜102出现了渗漏点101，为了在不中断生产的条件下排干调节池，从而修复调节池防渗膜，本发明的所述修复系统包括一个三通管道系统40和抽水水泵等。
所述三通管道系统40包括三个连通管41、42、43和该三个连通管的三通接头44，还包括连接在第一个连通管41外端口和第二个连通管外端口42的变径接头45。如图3所示，第一个连通管41的外端口通过一个变径接头45，可实现与第一输送管50的进水口51刚性连接并导通；第二个连通管42的外端口通过另一个变径接头45，可实现与所述输送管的出水口61刚性连接并导通；第三个连通管43则用来固定于调节池壁上、且安装时其外端口431需高于库区液面，一个抽水水泵(图中未示出，按照现有技术安装即可)连通于调节池10与第三个连通管外端口431，用来将调节池内的工艺水泵送到第三个连通管的外端口431内，这样，调节池内的水就通过三通管道系统自流到第二输送管的出水口，进一步输送到回水泵房、到达工厂。
为了实现与变径接头的连接，所述第一个连通管41、第二个连通管42的外端口分别设有法兰头，第一个连通管41外端口的法兰头称为第一法兰头411。每个所述变径接头45的结构均由两个圆钢管焊接连接而成，且在变径接头的两端分别设有法兰；圆钢管的直径因所连接的输送管与所连接的连通管的直径不同而不同，为了适应连接所需，有时，所述变径接头45由直径不同的两个圆钢管通过圆环片455焊接连接而成，为便于描述，用来与输送管(第一输送管50或第二输送管60)套接的那个圆钢管称为第一圆钢管451，用来与连通管(第一个连通管或第二个连通管42)连接的圆钢管成为第二圆钢管452；第一圆钢管外的法兰称为第一圆钢管法兰453，第二圆钢管外的法兰称为第二圆钢管法兰454，所述变径接头45材质通常为钢，其表面全部涂抹有防腐作用的玻璃钢。连通管外端口的法兰头通过螺栓与第二圆钢管452外的第二圆钢管法兰454连接；第一圆钢管451的内径大于其连接的输送管的外径并套设和紧固在输送管之外，为了实现二者之间的密封，在二者之间密实填充有膨胀式防水条46。
为了将膨胀式防水条挤紧，借助带嵌板套的钢法兰47，它由一个圆筒状嵌板套471及其外端焊接的钢法兰472组成，所述嵌板套471套设在所述输送管外，并可伸入第一圆钢管451与所述输送管之间将膨胀式防水条46挤紧；挤紧后，带嵌板套的钢法兰的钢法兰472与所述第一圆钢管451外的第一圆钢管法兰453通过螺栓连接。为了将变径接头紧固在输送管外，所述变径接头45上第一圆钢管451的周向一圈设置有多个通孔，且每个通孔外焊接有螺帽456，紧固时采用螺杆457与所述螺帽456螺纹连接并穿过通孔而紧固在所述输送管的外表面。
如图2所示，为了防止用来给调节池进水的第一输送管50内的压力将其变径接头冲脱落，在第一输送管50外上紧固一个抱箍80，在所述变径接头45与抱箍80之间用钢丝绳连接，加强紧固。而第二输送管60外可用也可不用抱箍。
采用该工艺水调节池修复系统进行调节池防渗膜修复时，首先采用三通管道系统40首先将调节池内工艺水抽干，步骤如下：
步骤一：将一个组装好的三通管道系统40转移至调节池10中，其中已经安装好变径接头45的第一个连通管41的外端口接近第一输送管50的进水口51，已经安装好另一个变径接头45的第二个连通管42的外端口接近第二输送管60的出水口61，第三个连通管43固定于调节池壁上，并使第三个连通管43外端口431高于库区液面；
步骤二：通过水下作业，将第一个连通管41外端口的变径接头45与输送管进水口51刚性连接，实现连通，且密封；具体操作为如下步骤：
A.将所述带嵌板套的钢法兰47套在第一输送管50上的近进水口51处；
B.将变径接头45的第一圆钢管451套在第一输送管50外；此时，带嵌板套的钢法兰47的嵌板套471离变径接头45尚留有距离；
C.沿着输送管外壁，向第一输送管与变径接头的第一圆钢管451之间填充膨胀式防水条46，并挤压密实；
D.将步骤A中套在第一输送管上的带嵌板套的钢法兰47上的嵌板套471向内挤密膨胀式防水条以实现密封，然后将带嵌板套的钢法兰47上的法兰与变径接头45上的法兰连接，并采用螺栓进行紧固；
E.采用螺杆457拧入预先焊接在变径接头的第一圆钢管上的螺帽456，并穿过通孔而紧固在第一输送管的外表面。
F.在第一输送管50上紧固一个抱箍80，然后采用钢丝绳将抱箍80和第一个连通管41处的变径接头45连接起来。
步骤三：通过水下作业，将第二个连通管外端口的变径接头45与另一个输送管的出水口61刚性连接，实现连通，且密封，具体操作为如下步骤：
A.将所述带嵌板套的钢法兰47套在第二输送管60上的近出水口61处；
B.将另一个变径接头45的第一圆钢管451套在第二输送管60外；此时，带嵌板套的钢法兰47的嵌板套471离变径接头45尚留有距离；
C.沿着输送管外壁，向第二输送管与变径接头的第一圆钢管451之间填充膨胀式防水条46，并挤压密实；
D.将步骤A中套在第二输送管上的带嵌板套的钢法兰47上的嵌板套471向内挤密膨胀式防水条以实现密封，然后将带嵌板套的钢法兰47上的法兰与变径接头45上的法兰连接，并采用螺栓进行紧固；
E.采用螺杆457拧入预先焊接在变径接头的第一圆钢管上的螺帽456，并穿过通孔而紧固在第一输送管的外表面。
步骤四：通过水泵自调节池中向第三个连通管外端口431内注水，逐步抽干调节池内的工艺水；
抽干调节池内的工艺水之后，再检查和修复调节池的防渗膜，然后恢复调节池蓄水。所述恢复调节池蓄水是首先松开所述出水口处61的第二个连通管42处的变径接头45，使调节池10内的水可自流入出水口61；然后松开所述进水口处51的第一个连通管41处的变径接头45，使进水口51的水可直接流入调节池10；然后将三通管道系统40吊出调节池10，完成修复工作。
Claims (10)
1.一种工艺水调节池修复系统，调节池(10)通过输送管与库区(20)底部连通，将库区的工艺水从输送管进水口(51)导入调节池，且调节池还通过输送管与将工艺水泵送回工厂的回水泵房(30)连通，将工艺水从输送管的出水口(61)导出调节池；所述输送管包括第一输送管(50)和第二输送管(60)，所述进水口(51)所在的输送管为第一输送管(50)，出水口(61)所在的输送管为第二输送管(60)；其特征在于，所述修复系统还包括一个三通管道系统(40)和水泵，所述三通管道系统(40)包括三个连通管、该三个连通管的三通接头(44)，还包括变径接头(45)；第一个连通管(41)的外端口通过一个变径接头(45)与第一输送管的进水口(51)刚性连接并导通；第二个连通管(42)的外端口通过另一个变径接头(45)与所述第二输送管的出水口(61)刚性连接并导通；第三个连通管(43)固定于调节池壁上、且其外端口(431)高于库区液面，一个水泵连通于调节池(10)与第三个连通管外端口(431)，并可将调节池内的工艺水泵送到第三个连通管的外端口(431)内；
所述第一个连通管(41)、第二个连通管(42)的外端口分别一体设有法兰头；
所述变径接头(45)由两个圆钢管焊接连接而成，且在变径接头的两端分别设有法兰；
其中一个圆钢管外的法兰与连通管外端口的法兰头通过螺栓连接；另一个圆钢管的内径大于其连接的输送管的外径并套设和紧固在输送管之外，且在二者之间密实填充有膨胀式防水条(46)。
2.根据权利要求1所述的一种工艺水调节池修复系统，其特征在于，所述变径接头(45)由直径不同的两个圆钢管通过圆环片(455)焊接连接而成。
3.根据权利要求1所述的一种工艺水调节池修复系统，其特征在于，所述变径接头(45)上与输送管套接的那个圆钢管称为第一圆钢管(451)，其周向布置有多个通孔，且每个通孔处焊接有螺帽(456)，紧固螺杆(457)与所述螺帽(456)螺纹连接并穿过通孔而紧固在所述输送管的外表面。
4.根据权利要求3所述的一种工艺水调节池修复系统，其特征在于，所述三通管道系统(40)还包括一个带嵌板套的钢法兰(47)；所述带嵌板套的钢法兰由一个圆筒状嵌板套(471)及其外端焊接的钢法兰(472)组成，所述嵌板套(471)套设在所述输送管外，并可伸入第一圆钢管(451)与所述输送管之间将膨胀式防水条(46)挤紧；带嵌板套的钢法兰(472)与所述第一圆钢管(451)外的法兰通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种工艺水调节池修复系统，其特征在于，所述第一输送管(50)上紧固有一个抱箍(80)，在所述变径接头(45)与抱箍(80)之间用钢丝绳连接紧固。
6.根据权利要求4所述的一种工艺水调节池修复系统，其特征在于，所述变径接头(45)的表面全部涂抹有防腐作用的玻璃钢。
7.根据权利要求1所述的一种工艺水调节池修复系统，其特征在于，所述输送管为PE管或HDPE管。
8.采用权利要求1所述的一种工艺水调节池修复系统进行调节池防渗膜修复的方法，首先将调节池内工艺水抽干，再检查和修复调节池的防渗膜，然后恢复调节池蓄水；其特征在于，将调节池工艺水抽干采用三通管道系统(40)，步骤如下：
步骤一：将一个组装好的三通管道系统(40)转移至调节池(10)中，其中已经安装好变径接头(45)的第一个连通管(41)的外端口接近所述第一输送管(50)处的进水口(51)，已经安装好另一个变径接头(45)的第二个连通管(42)的外端口接近所述第二输送管(60)处的出水口(61)，第三个连通管(43)固定于调节池壁上，并使第三个连通管外端口(431)高于库区液面；
步骤二：通过水下作业，将第一个连通管(41)外端口的变径接头(45)与第一输送管进水口(51)刚性连接，实现连通，且密封；
步骤三：通过水下作业，将第二个连通管外端口的变径接头(45)与第二输送管的出水口(61)刚性连接，实现连通，且密封；
步骤四：通过水泵(70)自调节池中向第三个连通管外端口(431)内注水，逐步抽干调节池内的工艺水；
所述恢复调节池蓄水是首先松开所述出水口(61)处的第二个连通管(42)处的变径接头(45)，使调节池(10)内的水可自流入出水口(61)；然后松开所述进水口(51)处的第一个连通管(41)处的变径接头(45)，使进水口(51)的水可直接流入调节池(10)；
然后将三通管道系统(40)吊出调节池(10)。
9.根据权利要求8所述的调节池防渗膜修复的方法，其特征在于，所述变径接头(45)上与输送管套接的那个圆钢管称为第一圆钢管(451)，其周向布置有多个通孔，且每个通孔处焊接有螺帽(456)；所述三通管道系统(40)还包括一个带嵌板套的钢法兰(47)；所述带嵌板套的钢法兰(47)由一个圆筒状嵌板套(471)及其外端焊接的钢法兰(472)组成，所述嵌板套(471)可套设在所述输送管外，并可伸入第一圆钢管(451)与所述输送管之间；
所述步骤二、步骤三具体分别为：
A.将所述带嵌板套的钢法兰(47)套在输送管上；
B.将变径接头(45)的第一圆钢管(451)套在输送管外；此时，带嵌板套的钢法兰(47)的嵌板套(471)离变径接头(45)尚留有距离；
C.沿着输送管外壁，向输送管与变径接头的第一圆钢管(451)之间填充膨胀式防水条(46)，并挤压密实；
D.将步骤A中套在输送管上的带嵌板套的钢法兰(47)上的嵌板套(471)向内挤密防水条以实现密封，然后将带嵌板套的钢法兰(47)上的法兰与变径接头(45)上的法兰连接，并采用螺栓进行紧固；
E.采用螺杆(457)拧入预先焊接在变径接头的第一圆钢管上的螺帽(456)，并穿过通孔而紧固在所述输送管的外表面。
10.根据权利要求9所述的调节池防渗膜修复的方法，其特征在于，
所述步骤二、步骤三的E之后，还有步骤:
F.在第一输送管(50)上紧固一个抱箍(80)，然后采用钢丝绳将抱箍(80)和第一个连通管(41)处的变径接头(45)连接起来。
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