CN103046956A - 矿井快速安装抢险排水系统 - Google Patents

Abstract

本发明是矿井抢险快速安装的矿用多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统，其可以实现矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，也可以实现井下局部地区突发水灾事故时快速安装抢险排水系统的功能；该系统由矿用多级接力高位密闭式潜水电泵、柔性管道、快速连接管接头、全自动地面远程监测控制系统组成。所述的快速安装高位密闭式潜水电泵固定在专用车盘上，柔性管道与快速连接管接头相连接，全自动地面远程监测控制系统由压力变送器、水位监测传感器、控制开关、音视频图像、光纤、数据显示及处理硬件和软件组成，数据采集与处理、监测控制系统均集中在现场抢险指挥车上由计算机完成。

Description

矿井快速安装抢险排水系统

技术领域

本发明涉及一种矿井快速安装抢险排水系统，尤其是涉及一种矿井突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统，也可以用于井下局部地区突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统。

背景技术

矿井排水系统的设计、安装是按照《煤矿安全规程》的要求，有工作水泵、备用水泵和检修水泵，一般情况下，矿井的排水系统设计能力能够满足矿井最大涌水量的需求，但对于地质条件复杂、周围遭到小煤窑滥采滥挖破坏、煤层与含水岩层相距较近、存在地表水侵入的矿井，随时有突发水患的可能，严重威胁着矿井安全生产，因此，一旦发生水灾事故后，如果能够快速安装抢险排水系统，及时排出井下突水，加快抢险进度，就能够最大限度地保证矿井与人员生命财产的安全。

发明内容

本发明的目的是在总结原有抢险排水设备的基础上，通过将安装困难、设备庞大的井下直接排至地面的抢险排水设备小型化、分散化、管道轻型化处理，采用全密闭高位接力排水的方式达到快速安装的目的。

该系统所要解决的技术问题是高位潜水电泵密闭、柔性排水管道制造与固定、柔性管道快速连接安装、电控系统和监测监控系统的自动化实现。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的矿井快速安装抢险排水系统，其包括：一个具有矿井抢险快速安装的矿用多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统，该排水系统既可以在矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，又可以用于井下局部地区突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统；一个具有适用于矿井快速安装的多级接力高位密闭式潜水电泵，该电泵由电机驱动，全密闭高位接力运行，安装在专用车盘上，根据矿井深度选择高位密闭式潜水电泵数量；一个具有与高位密闭式潜水电泵相配套的柔性管道，该管道采用高强度织物编织制造，内外涂层增加强度并防止渗漏水，柔性管道外层每间隔一定距离黏贴环形加强筋，并在加强筋上留有用于固定的吊环；一个具有与柔性管道相配套的快速连接管接头，该管接头采用轻质合金制造，球形面接触密封和“O”型圈辅助密封组合，凸、凹接头插入后搬动手柄即可卡住，无需螺栓连接；一个全自动地面远程监测控制系统，通过泵体上安装的水流动压传感器实现远程开、停电泵功能，通过实时远程监测矿井水位、排水量与设备运行状况，分析判断突水矿井涌水量，实现智能化自动控制，该系统由水流动压传感器、水位监测传感器、控制开关、音视频图像、光纤、数据显示及处理等硬件和软件组成，数据采集与处理、监测控制系统均集中在现场抢险指挥车上由计算机完成。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施进一步实现：

前述的矿井快速安装抢险排水系统，其中所述的一个具有矿井抢险快速安装的矿用多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统，该排水系统既可以在矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，又可以用于井下局部地区突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统，也可以用于矿井正常排水或市政工程的排洪抢险；

前述的一个具有适用于矿井快速安装的多级接力高位密闭式潜水电泵，该电泵由电机驱动，全密闭高位接力运行，安装在专用车盘上，车盘由地面安装的凿井绞车牵引钢丝绳实现下放与提升，根据矿井深度选择潜水电泵的数量；

前述的一个具有与高位密闭式潜水电泵相配套的柔性管道，该管道采用高强度织物编织制造，内外涂层增加强度并防止渗漏水，柔性管道外层每间隔一定距离黏贴环形加强筋，并在加强筋上留有用于固定的吊环，柔性管道分段均匀地固定在牵引钢丝绳上；

前述的一个具有与柔性管道相配套的快速连接管接头，该管接头采用轻质合金制造，球形面接触密封和“O”型圈辅助密封组合，也可以与“Y”型、“V”型等轴向密封圈组合，凸、凹接头插入后搬动手柄即可卡住，无需螺栓连接；

前述的一个全自动地面远程监测控制系统，通过泵体上安装的水流动压传感器实现远程开、停电泵功能，通过实时远程监测矿井水位、排水量与设备运行状况，分析判断突水矿井涌水量，实现智能化自动控制，也可以实现手动单独控制，该系统由水流动压传感器、水位监测传感器、控制开关、音视频图像、光纤、数据显示及处理等硬件和软件组成，数据采集与处理、监测控制系统均集中在现场抢险指挥车上由计算机完成，数据的传输也可以采用数据总线形式传输，动力电缆与监测监控线固定在牵引钢丝绳上。

当矿井快速安装抢险排水系统需要抢险排水时，所有固定安装在专用汽车上的设备快速集结到井口并按顺序排列，将矿井深度、斜井坡度、坡长等基本参数输入计算机内，由程序计算出需要电泵数量、电泵固定位置，用凿井稳车牵引密闭式高位潜水电泵到指定位置固定，随后将柔性排水管道通过轻质合金快速连接头与电泵连接，并将柔性管道上的固定吊环与电缆和监测监控线一并固定在牵引钢丝绳上，设备安装好之后，根据水位监测传感器监测结果启动第一级潜水电泵，后续高位密闭式潜水电泵通过安装在电泵外壳上的水流动压传感器监测结果自动实现顺序启动。根据各种传感器监测数据和设备运行状况，自动计算出矿井涌水量、实际排水量、目前水泵数量能否满足抢险排水需求等，并分析判断抢险排水需要时间。当水位下降后，根据水位监测传感器和视频图像提供的监测结果，及时下放整套排水系统，直至完成抢险排水任务。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明提供了一种全新的矿井快速安装抢险排水系统新概念，该系统将矿井原来的大型抢险排水系统模式改变为接力式、分散式、全密闭高位潜水排水系统模式，使得突水事故矿井的抢险排水设备安装速度加快，排水时间提前，将事故造成的损失降到最低程度；该系统中高位密闭式潜水电泵接力排水和柔性排水管道的应用是矿井抢险排水系统的技术与工艺创新，极大地缩短了设备安装时间；该新型排水系统具有安装速度快、管路连接方便、设备固定可靠、系统操作简便、自动化程度高、监测手段齐全、预防与处理事故及时等优点。

本发明矿井快速安装抢险排水系统特别适用于地质条件复杂、涌水量大、涌水量不稳定、具有井下突水隐患或地面水侵入威胁的矿井。

附图说明

图1是本发明矿井快速安装抢险排水系统示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，是本发明矿井快速安装抢险排水系统示意图。本发明矿井快速安装抢险排水系统具有一个矿井抢险快速安装的矿用多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统(1)，一个具有适用于矿井快速安装的多级接力高位密闭式潜水电泵(2)，一个具有与高位密闭式潜水电泵相配套的柔性管道(3)，一个具有与柔性管道相配套的快速连接管接头(4)，一个全自动地面远程监测控制系统(5)。

矿井抢险快速安装的矿用多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统(1)，既可以在矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，又可以用于井下局部地区突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统，也可以用于矿井正常排水或市政工程的排洪抢险；

矿井快速安装的多级接力高位密闭式潜水电泵(2)由电机驱动，全密闭高位接力运行，安装在专用车盘上，车盘由地面安装的凿井绞车牵引钢丝绳实现下放与提升，根据矿井深度选择潜水电泵的数量；

与高位密闭式潜水电泵相配套的柔性管道(3)采用高强度织物编织制造，内外涂层增加强度并防止渗漏水，柔性管道外层每间隔一定距离黏贴环形加强筋，并在加强筋上留有用于固定的吊环，柔性管道分段均匀地固定在牵引钢丝绳上；

与柔性管道相配套的快速连接管接头(4)采用轻质合金制造，球形面接触密封和“O”型圈辅助密封组合，也可以与“Y”型、“V”型等轴向密封圈组合，凸、凹接头插入后搬动手柄即可卡住，无需螺栓连接；

全自动地面远程监测控制系统(5)，通过泵体上安装的水流动压传感器实现远程开、停电泵功能，通过实时远程监测矿井水位、排水量与设备运行状况，分析判断突水矿井涌水量，实现智能化自动控制，该系统由水流动压传感器、水位监测传感器、控制开关、音视频图像、光纤、数据显示及处理等硬件和软件组成，数据采集与处理、监测控制系统均集中在现场抢险指挥车上由计算机完成，数据的传输也可以采用数据总线形式传输，动力电缆与监测监控线固定在牵引钢丝绳上。

工作原理：当矿井快速安装抢险排水系统需要抢险排水时，将矿井深度、斜井坡度、坡长等基本参数输入计算机内，由程序计算出需要电泵数量、电泵固定位置，用凿井稳车牵引密闭式高位潜水电泵到指定位置固定，随后将柔性排水管道通过轻质合金快速连接头与电泵连接，并将柔性管道上的固定吊环与电缆和监测监控线一并固定在牵引钢丝绳上，设备安装好之后，根据水位监测传感器监测结果启动第一级潜水电泵，后续高位密闭式潜水电泵通过安装在电泵外壳上的水流动压传感器监测结果自动实现顺序启动。根据各种传感器监测数据和设备运行状况，自动计算出矿井涌水量、实际排水量、目前水泵数量能否满足抢险排水需求等，并分析判断抢险排水需要时间。当水位下降后，根据水位监测传感器和视频图像提供的监测结果，及时下放整套排水系统，直至完成抢险排水任务。

Claims (6)

1.一种适用于矿井快速安装抢险排水系统，其特征在于其包括：

一个具有矿井抢险快速安装的矿用多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统(1)，该排水系统既可以在矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，又可以用于井下局部地区突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统；

一个具有适用于矿井快速安装的多级接力高位密闭式潜水电泵(2)，该电泵由电机驱动，全密闭高位接力运行，安装在专用车盘上，根据矿井深度选择需要接力的电泵数量；

一个具有与高位密闭式潜水电泵相配套的柔性管道(3)，该管道采用高强度织物编织制造，内外涂层增加强度并防止渗漏水，柔性管道外层每间隔一定距离黏贴环形加强筋，并在加强筋上留有用于固定的吊环；

一个具有与柔性管道相配套的快速连接管接头(4)，该管接头采用轻质合金制造，球形面接触密封和“O”型圈辅助密封组合，凸、凹接头插入后搬动手柄即可卡住，无需螺栓连接；

一个全自动地面远程监测控制系统(5)，通过泵体上安装的水流动压传感器实现远程开、停电泵功能，通过实时远程监测矿井水位、排水量与设备运行状况，分析判断突水矿井涌水量，实现智能化自动控制，该系统由水流动压传感器、水位监测传感器、控制开关、音视频图像、光纤、数据显示及处理等硬件和软件组成，数据采集与处理、监测控制系统均集中在现场抢险指挥车上由计算机完成。

2.根据权利要求1所述的矿井快速安装抢险排水系统，其特征在于其中所述的矿用快速安装多级接力高位密闭式潜水电泵与柔性管道组合的排水系统(1)，该排水系统既可以在矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，又可以用于井下局部地区突发水灾事故时用于快速安装的抢险排水系统；

3.根据权利要求1所述的适用于矿井快速安装的多级接力高位密闭式潜水电泵(2)，该电泵由电机驱动，全密闭高位接力运行，安装在专用车盘上，高位密闭式潜水电泵所需数量由矿井深度决定；

4.根据权利要求1所述的与高位密闭式潜水电泵相配套的柔性管道(3)，该管道采用高强度织物编织制造，内外涂层增加强度并防止渗漏水，柔性管道外层每间隔一定距离黏贴环形加强筋，并在加强筋上留有用于固定的吊环；

5.根据权利要求1所述的与柔性管道相配套的快速连接管接头(4)，该管接头采用轻质合金制造，采用球形面接触密封和“O”型圈辅助密封组合，凸、凹接头插入后搬动手柄即可卡住，无需螺栓连接；

6.根据权利要求1所述全自动地面远程监测控制系统(5)，通过泵体上安装的水流动压传感器实现远程开、停电泵功能，通过实时远程监测矿井水位、排水量与设备运行状况，分析判断突水矿井涌水量，实现智能化自动控制，该系统由水流动压传感器、水位监测传感器、控制开关、音视频图像、光纤、数据显示及处理等硬件和软件组成，数据采集与处理、监测控制系统均集中在现场抢险指挥车上由计算机完成。

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