CN103195477B - 一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统 - Google Patents
一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103195477B CN103195477B CN201310137469.5A CN201310137469A CN103195477B CN 103195477 B CN103195477 B CN 103195477B CN 201310137469 A CN201310137469 A CN 201310137469A CN 103195477 B CN103195477 B CN 103195477B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- gutter
- drainage system
- gravity drainage
- waterwall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 136
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 17
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 11
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 4
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,在防隔水闸门和涌水点之间的巷道砌筑一道挡水墙,巷道和挡水墙形成一个储水空间,所述的挡水墙设置至少一根排水管连接储水空间和挡水墙外的空间,所述的排水管通往本开采水平中央水仓或上水平中央水仓或地面。本发明的有益效果是:成本低、结构简单、不需要电能,减少排水设备的使用或不使用排水泵,便于不间断排水,不受电能的影响,其次保护了水资源,减小污水处理成本,另外,可以通过阀门控制放水,随时取样,有助于分析补给水源的变化,为矿井生产提供可观的水资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井排水系统,具体是一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统。
背景技术
排除补给水源充足的井下巷道涌水是经常遇到的一项难题,特别是高承压矿井底板水。目前采用三种办法应对,第一种是地面注浆封堵出水点,如图5所示,即通过在出水点上方的地面打一系列的钻孔,打入到出水点的突水通道(常是断层)周围,通过注入水泥、砂石骨料或化学材料封堵出水点;第二种是井下注浆封堵出水点,如图6所示,即首先修筑挡水墙,通过大量井下钻孔穿过挡水墙注浆封堵出水点。上述方法虽是主动防护方法,但皆施工工艺复杂,工期长,成本高,动辄上千万,有时,钻孔位置、深度等参数设计不准确、突水通道位置判断有误的话还易造成封堵失败。目前,在巷道进行直接强排是第三种应对方法,但此方法是被动防护方法,有时为了便于安全,也修筑临时挡水墙,为了注浆用或临时挡水用,都是临时、简单性的,一般采用直接强排,即采用大功率水泵(潜水泵、离心泵)排水,需要在突水点附近安装数台排水泵(一般至少三台以上,一台排水,一台检修,一台备用),排水泵不间断工作20天左右就因工作负荷久或操作不当得更换,而且浪费电能,有时排酸性水时,排水泵叶片更是损毁严重,耗费了大量人力物力,也影响了矿井的整体效益,如果遇到停电,甚至造成淹井事故。
发明内容
本发明的目的是提出一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,只需修建一道挡水墙及部分排水管材,无需消耗电力就可排除巷道内的高承压水,适合长期排水,大大节省排水费用,同时能为矿井随时提供分析水样及给水水源,实用价值高。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:在防隔水闸门和涌水点之间的巷道砌筑一道挡水墙,巷道和挡水墙形成一个储水空间,在所述的挡水墙上装有至少一根排水管连接储水空间和挡水墙外的空间。
作为进一步改进,所述的排水管通往本开采水平中央水仓或上水平容纳空间。
作为进一步改进,还包括三通阀,三通阀的一端与所述通向储水空间的排水管连接,第二端、第三端则分别与所述通向本开采水平中央水仓和上水平容纳空间的排水管连接。
作为进一步改进,所述的排水管进水口安装有滤网。
作为进一步改进,在防隔水闸门和挡水墙之间的排水管上安装阀门,在防隔水闸门之外的排水管上安装截止阀、压力表和流量表。
作为进一步改进,所述的排水管在防隔水闸门和挡水墙之间处引出上下两根进水管形成两个进水口,每个进水口均设置滤网。
优选的,上述的巷道采用注浆加固及喷锚加固,所述的挡水墙采用水泥、钢筋、砂石砌筑,厚度不小于3m,使其能承受不小于储水空间3倍的静水压力,两侧嵌入到巷道壁内深度至少50cm,且结合紧密,砌筑地点选在距出水点一定安全距离且巷道围岩稳定段,施工时,需继续原有的水泵排水工作,以保持截水墙正常施工,结束后,等一切就绪后,停泵。
优选的,所述的防水闸门之内的排水管采用钢管,防水闸门之外的排水管根据排水压力大小选用钢管或塑钢管。
优选的,所述的流量表分别设置在三通阀引出的排水管上,采用GLC30/50矿用磁旋涡流量传感器,表壳底部放置一个磁钢产生强磁场。
优选的,所述的压力表采用GPD60矿用压力传感器,在传感器启动后,压力传感器元件检测压力信号,通过A/D(Analog/Digital,即模拟/数字)转换将数字信号转换为模拟信号传输给MCU(Micro Control Unit,中文叫微控制单元),MCU内部程序将模拟信号转换为数字信号显示在LED显示屏幕上,同时,信号既可通过RS485接口输出,也可以输出200Hz-5000Hz的频率。
基于上述方案,本发明在防隔水闸门和涌水点之间的巷道砌筑一道挡水墙,巷道和挡水墙形成一个储水空间,所述的挡水墙设置至少一根排水管连接储水空间和挡水墙外的空间,所述的排水管路数根据矿井涌水量大小来,附图按一路示意,一般不少于2路6寸管(直径200mm),便于交叉工作,检修,所述的排水管通往地面出水口或本开采水平中央水仓进水口,目前矿井下,已有的挡水墙是为了注浆用或临时挡水用,都是临时、简单性的,而本发明在防隔水闸门和涌水点之间的巷道砌筑一道挡水墙是为了蓄水压,并设置排水管,达到自留排水的目的,成本低、结构简单、不需要电能,减少排水设备的使用或不使用排水泵,便于不间断排水,不受电能的影响,其次保护了水资源,减少污水处理成本,整体的修筑成本低廉。
使用三通阀时,分别通向本开采水平中央水仓和上水平容纳空间(上水平中央水仓或地面),从而可以把排水管中的水排向本开采水平中央水仓或上水平容纳空间,当储水空间水的承压高度大于距地面的垂直高度时,排水管中的水可以直接排向地面,当储水空间水的承压高度小于距地面的垂直高度而大于本水平或上水平中央水仓一定高度时,排水管的水则根据需要直接排向本水平或上水平的中央水仓,例如,在深部矿井中,通常储水空间水的承压高度小于距地面的垂直高度,无法直接排到地面,就可以把排水管的三通阀分别通向本开采水平中央水仓和上开采水平中央水仓,储水空间水的承压高度只要大于距上开采水平中央水仓的垂直高度时,就可以直接排到上开采水平中央水仓里, 过渡一下,然后再通过水泵排到地面,缩小了排水扬程,降低了成本。
附图说明
图1是本发明的一种实施方案示意图;
图2是另一种实施方案的示意图;
图3是图2的改进方案示意图;
图4是图3的电器部分控制原理图;
图5是地面注浆封堵出水点示意图;
图6是井下注浆封堵出水点示意图。
图中:1、挡水墙,2、涌水点,3、巷道,4、储水空间,5、三通阀,6、截止阀,7、滤网,8、防隔水闸门,9、压力表,10、流量表,11、阀门,12、排水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,在防隔水闸门8和涌水点2之间的巷道3砌筑一道挡水墙1,巷道3最好采用注浆加固及喷锚加固,所述的挡水墙1采用钢筋、水泥、砂石砌筑,厚度不小于3m,使其能承受不小于3倍的储水空间4的静水压力,两侧嵌入到巷道3壁内深度至少50cm,且结合紧密,砌筑地点,选在距出水点一定安全距离且巷道3围岩稳定段,施工时,需继续原有的水泵排水工作,以保持截水墙正常施工,结束后,等一切就绪后,停泵。巷道3和挡水墙1形成一个储水空间4,所述的挡水墙1中上部位置设置排水管12连接储水空间4和挡水墙1外的空间,所述的排水管12通往地面出水口或本开采水平中央水仓,排水管12进水口安装有滤网7,能够更好的过滤淤泥杂质,保证排水管12的通畅,当然排水管12路数根据矿井涌水量大小来,附图按一路示意,可以选择2路6寸管(直径200mm),便于交叉工作,检修。为了能使储水空间4排水的效果更好,同时满足本开采水平中央水仓用水,在排水管12上装一个三通阀5,分别通向本开采水平中央水仓和地面,把排水管12通往本开采水平中央水仓的部分的阀门11关掉,当巷道3的挡水墙1内储水空间4涌水的承压高度大于储水空间4距地面的垂直高度时,排水管12中的水会直接排往地面,沿着地面的管道或水沟排出,当储水空间4涌水的承压高度小于储水空间4距地面的垂直高度而大于本开采水平中央水仓一定高度时,打开通往本开采水平中央水仓的排水管12,此时的涌水会通过压力进入本开采水平中央水仓,当然为了能够有更完善的排水效果,排水管12在防隔水闸门8和挡水墙1之间处引出上下两根进水管形成两个进水口,每个进水口均设置滤网7。
图2是本发明的另一种是实施例,与实施例1的区别在于三通阀5连接的排水管12分别通往本开采水平中央水仓和上开采水平中央水仓,因为在深部矿井中,通常,储水空间4水的承压高度小于距地面的垂直高度,无法直接排到地面,可以把排水管12的三通阀5分别通向本开采水平中央水仓进水口和上开采水平中央水仓进水口,储水空间4水的承压高度只要大于距上开采水平中央水仓一定的垂直高度时,就可以直接排到上开采水平中央水仓里, 过渡一下,然后再通过水泵排到地面,缩小了排水扬程,降低了成本。
如图3所示的实施例在图2实施例基础上的完善,在防隔水闸门8和挡水墙1之间的排水管12上安装阀门11,在防隔水闸门8之外的排水管12上安装截止阀6、压力表9和流量表10,分别设置在三通阀5引出的排水管12上,流量表10采用GLC30/50矿用磁旋涡流量传感器,在表壳底部放置一个磁钢产生强磁场,磁力线穿过管道,当介质流过传感器强磁场时,切割磁力线感应出脉动的磁动势,用电极拾取此电信号,在一定的流速范围内其频率正比于流量,流量数据既可以在流量表10上显示,也可以通过数据传输线传输到地面监控室,压力表9采用GPD60矿用压力传感器,如图4所示,在传感器启动后,压力传感器元件检测压力信号,通过A/D(Analog/Digital,即模拟/数字)转换将数字信号转换为模拟信号传输给MCU(Micro Control Unit,中文叫微控制单元),MCU内部程序将模拟信号转换为数字信号显示在LED显示屏幕上,同时,信号既可通过RS485接口输出,也可以输出200Hz-5000Hz的频率。
Claims (9)
1.一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于,在防隔水闸门和涌水点之间的巷道砌筑一道挡水墙,巷道和挡水墙形成一个储水空间,所述的挡水墙装有至少一根排水管连接储水空间和挡水墙外的空间,巷道采用注浆加固及喷锚加固,所述的挡水墙采用钢筋、水泥、砂石砌筑,厚度不小于3m,使其能承受不小于3倍的储水空间的静水压力,两侧嵌入到巷道壁内深度至少50cm,且结合紧密,砌筑地点,选在距出水点一定安全距离且巷道围岩稳定段。
2.根据权利要求1所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于,所述的排水管通往本开采水平中央水仓或上水平容纳空间。
3.根据权利要求1所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于,所述的排水管还包括三通阀,三通阀的一端与通向所述储水空间的排水管连接,第二端、第三端则分别与本开采水平中央水仓和上水平容纳空间的排水管连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于所述的上水平容纳空间为上水平中央水仓或者地面。
5.根据权利要求2或3所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于所述的排水管进水口安装有滤网。
6.根据权利要求3所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于在防隔水闸门和挡水墙之间的排水管上安装阀门,在防隔水闸门之外的排水管上安装截止阀、压力表和流量表。
7.根据权利要求6所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于所述的排水管在防隔水闸门和挡水墙之间处引出上下两根管道形成并联的两个进水口,每个进水口均设置滤网。
8.根据权利要求4所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于:所述的防隔水闸门之内的排水管采用钢管,防隔水闸门之外的排水管选用塑钢管。
9.根据权利要求6所述的一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统,其特征在于三通阀三个端口引出的排水管上均设有流量表,流量表采用矿用磁旋涡流量传感器,所述的压力表采用矿用压力传感器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310137469.5A CN103195477B (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310137469.5A CN103195477B (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103195477A CN103195477A (zh) | 2013-07-10 |
CN103195477B true CN103195477B (zh) | 2015-05-13 |
Family
ID=48718276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310137469.5A Expired - Fee Related CN103195477B (zh) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | 一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103195477B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103422469B (zh) * | 2013-08-14 | 2014-09-10 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种煤矿地下水库的人工挡水坝及其与煤柱坝体和围岩的连接方法 |
CN103696804A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-02 | 青海省能源发展(集团)有限责任公司 | 一种综合采煤工作面的排水技术 |
CN103953391A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-30 | 中国矿业大学(北京) | 一种矿井高温涌水治理方法 |
CN104088664B (zh) * | 2014-07-25 | 2016-02-24 | 玉溪大红山矿业有限公司 | 一种向上填充采矿的矿井废水处理方法及系统 |
CN106948846B (zh) * | 2017-05-10 | 2019-07-09 | 贵阳市城市轨道交通有限公司 | 浅埋岩溶隧道突水处置方法 |
CN110068484B (zh) * | 2019-04-29 | 2024-02-20 | 中国矿业大学 | 一种井下淋水水样收集装置及其方法 |
CN116104567B (zh) * | 2022-12-14 | 2023-07-18 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下携泥砂涌水综合治理方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1482078A (zh) * | 2002-09-09 | 2004-03-17 | 神华集团有限责任公司 | 煤矿井下采空区水的净化方法 |
CN101975087A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-16 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | 矿井水综合处理利用技术 |
CN202500608U (zh) * | 2012-03-29 | 2012-10-24 | 李玉成 | 一种井下集排水系统 |
CN203214098U (zh) * | 2013-04-19 | 2013-09-25 | 中国矿业大学 | 井下巷道高承压涌水的自流排水装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06323100A (ja) * | 1993-05-17 | 1994-11-22 | Shimizu Corp | 地下水圧低減工法 |
-
2013
- 2013-04-19 CN CN201310137469.5A patent/CN103195477B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1482078A (zh) * | 2002-09-09 | 2004-03-17 | 神华集团有限责任公司 | 煤矿井下采空区水的净化方法 |
CN101975087A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-16 | 山东新矿赵官能源有限责任公司 | 矿井水综合处理利用技术 |
CN202500608U (zh) * | 2012-03-29 | 2012-10-24 | 李玉成 | 一种井下集排水系统 |
CN203214098U (zh) * | 2013-04-19 | 2013-09-25 | 中国矿业大学 | 井下巷道高承压涌水的自流排水装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
郭庄煤矿七采区北翼自流排水管路选型及计算;张显君等;《山东国土资源》;20120930;第28卷(第9期);43-45页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103195477A (zh) | 2013-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103195477B (zh) | 一种井下巷道高承压涌水的自流排水系统 | |
CN105822347B (zh) | 一种隧道虹吸排水系统及其建造方法 | |
CN102296589A (zh) | 一种井点抽水控制群管虹吸的地基降排水方法 | |
CN203214098U (zh) | 井下巷道高承压涌水的自流排水装置 | |
CN110067597A (zh) | 一种矿井俯角负压探放老空区积水的方法 | |
CN105256818A (zh) | 一泵多井深基坑管井同步抽排降水装置 | |
CN208668442U (zh) | 新型深井降水装置 | |
CN103822403A (zh) | 地下水源热泵群井封闭式自动调节全回灌系统 | |
CN204059460U (zh) | 电厂循环水系统的内河水取水口结构 | |
CN211228566U (zh) | 一种可回收真空轻型井点降水系统 | |
CN104074234A (zh) | 电厂循环水系统的内河水取水口结构及其施工方法 | |
CN104294806A (zh) | 一种深基坑隔水层上方桩间水开挖引排方法 | |
CN203768881U (zh) | 一种山体、坝体廊道渗水排水装置 | |
CN204676504U (zh) | 一种无自流引排条件的长尾水隧洞群的放空检修结构 | |
CN204370462U (zh) | 明挖车站深基坑排水系统 | |
CN207003594U (zh) | 一种复合排渗结构 | |
CN214363571U (zh) | 一种不受障碍物影响的地下洞室降水系统 | |
CN208949889U (zh) | 深基坑岩溶基地石灰岩地层地下水处理系统 | |
CN201158823Y (zh) | 可回收式冲击钻钢管降水井 | |
CN104088664B (zh) | 一种向上填充采矿的矿井废水处理方法及系统 | |
CN211143096U (zh) | 一种深基坑排水结构 | |
CN103669333A (zh) | 便于真空降水的抗滑桩 | |
CN210289836U (zh) | 一种富水隧洞施工超前排水结构 | |
CN105604076A (zh) | 一种适用于隧洞开挖的真空泵降水装置 | |
CN203879548U (zh) | 一种用于矿井巷道堵水的密闭墙 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150513 Termination date: 20170419 |