CN106121719A - 一种矿井组合式排水排污系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿井组合式排水排污系统及方法，特别适用于矿井“老空突水”灾害的快速抢险救援。该系统由多个排水单元(1)串联或并联组合模式所组成，每个排水单元(1)是一整套可以独立工作、也可以联合工作的潜水电泵(2)，各自具有独立的供电系统和足额扬程的排水管路(3)且安装便捷，在“老空突水”发生时，多个排水单元(1)通过串联或并联组合方式形成排水排污系统，从而达到快速排水排污救援的目的。本发明有效地解决了矿井突水灾害快速排水排污救援的难题，尤其是在水势凶猛、泥沙含量大、破坏性大的“老空突水”淹井水灾害爆发时，可以更快速、灵活地应对各种救援环境，为抢险救援争取更多的时间。
Description
技术领域
本发明涉及矿井水灾害抢险排水领域，具体涉及一种组合式排水排污系统及方法，特别适用于矿井“老空突水”灾害的快速抢险救援。
背景技术
煤炭是我国的主要能源，煤炭工业是我国的基础工业。但特殊的地质地理环境，决定了我国煤矿水文地质条件与世界其它国家相比十分复杂，煤炭资源的开采受水灾害威胁严重，突水事故频繁发生。煤矿水灾害成为影响我国煤矿安全生产的重大关键问题之一。
煤矿水灾害抢救的核心技术为抢险排水排污技术，即在排完矿井巷道内的积水和泥沙后实施其它救援工作。作为发生频率较高的“老空突水”灾害特点是：水量不大但水压高，来势凶猛并常伴有大量泥沙、巷道坍塌和堵塞救援通道等现象，常造成群死群伤，对矿井的破坏极为严重。
针对这一频发且危害严重的水灾害，一般大功率潜水电泵由于体积大、安装周期长、对安装空间要求高等特点，不适于“老空突水”灾害的抢救；而一般小型潜水电泵排污能力差、运行可靠性低，不能满足快速救援的要求；同时不同受灾矿井的开拓方式迥异，使得所需水灾害救治装备的流量和扬程难以统一，更加大了“老空突水”淹井水灾害救治的难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合矿井“老空突水”灾害的组合式排水排污系统及方法，解决现有排水排污方式不能满足矿井“老空突水”要求的问题。
为了解决以上问题，本发明通过以下技术方案实现：
所述的一种适合矿井“老空突水”灾害的组合式排水排污系统，由多个排水单元串联或并联组合模式所组成，其中排水单元由一整套可以独立工作、也可以联合工作的具有独立的供电系统的潜污泵和具有足额扬程的排水管路所组成，排水管路从地面排布至井筒内并固定在悬壁梁或托管梁上，而潜污泵首尾两端分别与井筒内的排水管路连接并悬挂固定在井筒中。
所述潜污泵的型号应相互匹配，避免整个系统运行在低效区。
所述排水管路均采用软管连接，并可相互串联或并联连接进行多管排水。
以上述组合式排水排污系统为基础，本发明提供的一种适合矿井“老空突水”灾害的组合式排水排污方法，包括以下步骤：
(1)在矿井“老空突水”灾害爆发时，第一时间通过井下实地查看和查阅有关图纸资料，分析出水区域井筒的淹水状况，估算现场所需的排采流量和扬程，设计计算排水管路的布管方案以及所需排水单元的数量；
(2)按照设计要求将排水管路布置井筒内，同时将各潜污泵运送至井筒中进行安装固定，连接排水管路并组合各排水单元形成排水系统；
(3)等待各排水单元就绪后，用射流真空泵将潜污泵及排水管道内空气抽出，利用压缩空气和排水管路中的高速射流抽气启动潜污泵；
(4)接通各排水单元的电源，运行潜污泵，将井筒中的淹水通过排水管路抽排至地面。
本发明的有益效果如下：
与以往抢险排水方法对比，采用此组合式排水排污系统对矿井“老空突水”灾害淹水区域进行救灾排水具有以下特征与优势：
(1)使用该排水排污系统及方法，采用串联或并联组合多个排水单元的方式构建排水排污系统，可 以满足各种不同工况下的排水需求，具有广泛的应用价值；
(2)使用该排水排污系统及方法，选用可以排水煤、排泥沙的小型潜污泵组成排水单元，在排水的同时也具备较强的排污能力，能很好的抽排泥沙和煤浆含量较大的“老空突水”灾害淹水；
(3)使用该排水排污系统及方法，将系统分为若干排水单元同时进行组装运行，运输简单方便，具有较强的机动性，同时可以大大节省设备的安装时间，为矿井突水灾害的快速救援提供条件。
附图说明
图1为本发明的一种串联安装示意图；
图2为本发明的另外一种串联安装示意图；
图3为本发明的一种并联安装示意图；
图中标记为：1-排水单元；2-潜污电泵；3-排水管路；4-井筒；5-主排水管路。
具体实施方式
为了便于本领域的技术人员能够理解并实施本发明，下面将结合附图对发明实施例作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
如图1、2所示，一种适合矿井“老空突水”灾害的组合式排水排污系统，由多个串联或并联的排水单元1所组成；其中每一套排水单元1包括一整套可以独立工作、也可以联合工作的潜污泵2，各自具有独立的供电系统和足额扬程的排水管路3。
其中，在潜污泵2正常运行中，既要避免不同型号的水泵并联运行，以免出现低效率工况点，同时还应尽量避免用闸阀控制流量，以免增加节流损失；潜污泵2应采用无底阀运行，即取消水泵吸水端底阀，采用射流真空泵将潜污泵2体内空气抽出，利用压缩空气和排水管路3中的高速射流抽气启动潜污泵2。
对于一般涌水量不大的矿井“老空突水”灾害，常采用串联多个排水单元1的方式组成排水系统即可达到现场排水抢险的要求。具体实施步骤如下：
根据突水巷道的淹水状况，估算现场所需的排采流量和扬程，设计计算排水管路3的串联布置方案以及所需串联排水单元1的数量；
按照设计要求将排水管路3布置在井筒4内，同时将各潜污泵2运送至井筒4中进行安装固定，将排水管路3与各潜污泵2串联连接，形成排水系统；
等待各排水单元1就绪后，用射流真空泵将各潜污泵2及排水管路3内空气抽出，利用压缩空气和排水管路3中的高速射流抽气启动潜污泵2；
接通各排水单元1的电源，运行潜污泵2，将井筒4中的淹水通过排水管路3抽排至地面。
在设计串联系统时应尽量选择安装较粗的排水管路3，以使各潜污泵2工作在工业利用区的大流量范围之内。
实施例二
如图3所示，当灾难现场突水巷道涌水量较大时，为了进一步提高排采量和排水效率，可以通过并联多个实施例一中的排水系统，进行联合排水作业。具体实施步骤如下：
根据突水巷道的淹水状况，估算现场所需的排采流量和扬程，设计计算排水管路3的并联布置方案以及所需并联排水单元1的数量；
按照设计要求将排水管路3分别平行布置在井筒4内，同时将各潜污泵2运送至井筒4中进行安装固定，分别将各支路的排水管路3与潜污泵2串联连接后并联联接到主排水管路5，形成排水系统；
等待各排水单元1就绪后，用射流真空泵将各潜污泵2及排水管路3内空气抽出，利用压缩空气和排水管路3中的高速射流抽气启动潜污泵2；
接通各排水单元1的电源，运行潜污泵2，通过各支路排水管路3同时抽抽水，最终通过主排水管路5排到地面。
在设计并联系统时，选择安装的主排水管路5管径应大于各支路排水管路3，以使整个排水系统能够更高效地运转。
如需长期使用上述排水排污系统，则需要定期检测水泵和排水管路特性，定期清除管路内部所结水垢，减少管路阻力。对偏离最佳工况点的水泵进行合理的调整和配合，使水泵特性曲线和管路特性曲线的交点在效率最高区域，提高排水效率。
Claims (4)
1.一种矿井组合式排水排污系统，由多个排水单元串联或并联组合模式所组成，其特征在于：排水单元（1）由一整套可以独立工作、也可以联合工作的潜污泵（2）和与其相连的排水管路（3）组成，排水管路（3）从地面排布至井筒（4）内并固定在悬壁梁或托管梁上，而潜污泵（2）首尾两端分别与井筒（4）内的排水管路（3）连接并悬挂固定在井筒（4）中。
2.如权利要求1所述的一种矿井组合式排水排污系统，其特征在于：所述潜污泵（2）的型号应相互匹配。
3.如权利要求1所述的一种矿井组合式排水排污系统，其特征在于：所述排水管路（3）采用软管通过相互串联或并联的方式进行连接。
4.一种矿井组合式排水排污方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤1：在矿井“老空突水”灾害爆发时，第一时间通过井下实地查看和查阅有关图纸资料，分析出水区域井筒的淹水状况，估算现场所需的排采流量和扬程，设计计算排水管路（3）的布管方案以及所需排水单元（1）的数量；
步骤2：按照设计要求将排水管路（3）布置井筒（4）内，同时将各潜污泵（2）运送至井筒（4）中进行安装固定，连接排水管路（3）并组合各排水单元（1）形成排水系统；
步骤3：等待各排水单元（1）就绪后，用射流真空泵将潜污泵（2）及排水管道内空气抽出，利用压缩空气和排水管路（3）中的高速射流抽气启动潜污泵（2）；
步骤4：接通各排水单元（1）的电源，运行潜污泵（2），将井筒（4）中的淹水通过排水管路（3）抽排至地面。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108266225A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-10 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种移动式隧道施工接力抽排水装置 |
| CN111677549A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-18 | 开滦（集团）有限责任公司电信分公司 | 矿井排水控制方法、装置、设备和存储介质 |
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2016
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