CN108187372A - 一种用于地下矿山的高效水污分离系统 - Google Patents

一种用于地下矿山的高效水污分离系统 Download PDF

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    • C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities

Abstract

本发明涉及一种用于地下矿山的高效水污分离系统，包括竖直布置的筒仓式的水仓、沉淀池、清水管和泥浆管，水仓中部通过一平台将水仓分隔成上下布置的安装仓和清水仓，沉淀池安装在安装仓内，清水管竖直布置在水仓内壁与沉淀池外壁之间；清水管的上端与沉淀池的上端侧壁连接并与沉淀池内部连通，其下端向下延伸穿过平台后伸入到清水仓内，清水仓下端通过排水管与水泵房内的水泵连接；沉淀池上端开口通过进水槽将地下矿山的污水引入到水仓内的沉淀池中，泥浆管的一端与沉淀池下端连接并连通，其另一端通过排泥通道与泥泵房内的泥浆泵连接。本发明的高效水污分离系统，使得排水和排泥作业互不影响，可并行连贯作业，水污分离工序简单。

Description

一种用于地下矿山的高效水污分离系统
技术领域
本发明涉及地下矿山排水排泥技术领域，具体涉及一种涌水量大、含泥量多、排水高度大或自动化程度要求高的地下矿山的水污分离系统。
背景技术
目前，地下矿山的水污分离通过沉淀池和水仓完成。一般水仓与沉淀池为联合布置的两组巷道，水仓前段为沉淀池，后段为清水仓。井下涌水经汇集后首先进入沉淀池进行沉淀，然后上部清水溢流至清水仓。清水仓内的水由清水泵排出，而沉淀池内的泥浆需定期清理并转送至泥仓，然后采用高压泥浆泵等方式将泥浆集中排出。
这种传统的水污分离系统存在的主要问题有：排水排泥不连贯，操作程序复杂，系统环节多，能耗高；自动化程度低，维护检修困难，操作人员作业环境差；当矿井较深时，由于吸水高度高、吸水管路长、底阀重等原因，造成水泵工作时气蚀现象较为严重，水轮表面经常出现明显的蜂窝状麻点，严重时会出现水轮击烂现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于地下矿山的高效水污分离系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于地下矿山的高效水污分离系统，包括竖直布置的筒仓式的水仓、沉淀池、清水管和泥浆管，所述水仓中部通过一平台将所述水仓分隔成上下布置的安装仓和清水仓，所述沉淀池安装在所述安装仓内，所述清水管竖直布置在所述水仓内壁与所述沉淀池外壁之间；所述清水管的上端与所述沉淀池的上端侧壁连接并与所述沉淀池内部连通，其下端向下延伸穿过所述平台后伸入到所述清水仓内，所述清水仓下端通过排水管与所述水泵房内的水泵连接；
所述沉淀池上端开口通过进水槽将地下矿山的污水引入到所述水仓内的沉淀池中，所述泥浆管的一端与所述沉淀池下端连接并连通，其另一端通过排泥通道与泥泵房内的泥浆泵连接。
本发明的有益效果是：本发明的高效水污分离系统，通过在水仓上部的安装仓内设置沉淀池，将沉淀池和清水仓通过平台进行隔离，并通过清水管将沉淀池上部的清水引入到水仓下部的清水仓内进行收集，使得排水和排泥作业互不影响，可并行连贯作业，水污分离工序简单，易于实现自动控制；另外本申请采用筒仓式的水仓，其沉淀效率和沉淀效果比传统平流式沉淀池更高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，还包括溢流水收集仓；所述水仓上端通过混凝土制作形成有溢流槽，所述溢流槽的一端与所述沉淀池上端连通，另一端与所述溢流水收集仓上端连通；从所述水仓至所述溢流水收集仓的方向，所述溢流槽的槽底倾斜布置，倾斜的坡度为1％。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置溢流水收集仓，并在水仓上端通过混凝土制作形成溢流槽，可对沉淀池上端溢流出来的清水进行收集。
进一步，还包括安全斜道，所述安全斜道的上端与所述水仓上端延伸出的结构相连接，所述安全斜道的下端与所述水仓下端相连接；所述安全斜道的倾斜角度为60°-70°。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置安全斜道，工作人员可以由此安全写到进入到沉淀池底部的平台进行作业，在紧急情况下，可以作为通向水仓中段或上段的安全通道。
进一步，所述安全斜道的倾斜角度为65°。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置合适的倾斜角度，方便工作人员攀爬安全斜道。
进一步，所述安全斜道内安装有沿其长度方向布置的梯子。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过在安全通道内安装梯子，有利于工作人员攀爬。
进一步，所述水仓上端通过混凝土制作形成所述进水槽。
进一步，所述水泵房通过泄水巷与所述清水仓的底部连接并连通，所述泄水巷内设有第一挡墙，所述排水管的一端与所述水泵相连接，其另一端穿过所述第一挡墙后延伸至所述第一挡墙靠近所述清水仓的一侧。
采用上述进一步方案的有益效果是：水泵房通过泄水巷与清水仓底部连接并连通，将清水仓底部的清水流至泄水巷，然后由清水泵排至地表。
进一步，所述排泥通道包括泄泥巷和排泥管，所述泄泥巷内设有第二挡墙，所述泄泥巷的一端与所述泥浆管的下端相连通，所述泄泥巷的另一端与所述泥泵房连通；所述排泥管一端与所述泥浆泵相连接，其另一端穿过所述第二挡墙后延伸至所述第二挡墙靠近所述泥浆管的一侧。
采用上述进一步方案的有益效果是：泥泵房通过泄泥巷与排泥管连通，可将沉淀池底部的泥浆由泥浆泵抽出进行处理。
进一步，所述泥浆管另一端伸入到所述安全斜道内并沿所述安全斜道向下延伸出所述安全斜道的下端出口，并伸入到所述泄泥巷内。
采用上述进一步方案的有益效果是：将泥浆管沿安全斜道延伸，使泥浆管隐藏在安全斜道内，避免外露。
进一步，所述沉淀池上部为圆柱体，下部为圆锥体。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将沉淀池上部设置为圆柱体，下部设置为圆锥体，方便沉淀池底部泥浆的沉淀。
附图说明
图1为本发明的高效水污分离系统的主视结构示意图；
图2为本发明的高效水污分离系统中安全斜道的结构示意图；
图3为本发明的高效水污分离系统的俯视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、安装仓；11、沉淀池；12、进水槽；13、泥泵房；14、泥浆泵；15、泄泥巷；16、排泥管；17、第二挡墙；18、泥浆管；2、清水仓；21、清水管；22、排水管；23、水泵房；24、泄水巷；25、第一挡墙；26、清水泵；3、溢流水收集仓；4、溢流槽；5、安全斜道；51、梯子；6、顶部硐室；7、平台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图3所示，本实施例的一种用于地下矿山的高效水污分离系统，包括竖直布置的筒仓式的水仓、沉淀池11、清水管21和泥浆管18，所述水仓中部通过一平台将所述水仓分隔成上下布置的安装仓1和清水仓2，所述沉淀池11安装在所述安装仓1内，所述清水管21竖直布置在所述水仓内壁与所述沉淀池11外壁之间；所述清水管21的上端与所述沉淀池11的上端侧壁连接并与所述沉淀池11内部连通，其下端向下延伸穿过所述平台7后伸入到所述清水仓2内，所述清水仓2下端通过排水管22与所述水泵房23内的水泵连接；所述沉淀池11上端开口通过进水槽12将地下矿山的污水引入到所述水仓内的沉淀池11中，所述泥浆管18的一端与所述沉淀池11下端连接并连通，其另一端通过排泥通道与泥泵房13内的泥浆泵连接。
本实施例的高效水污分离系统，通过在水仓上部的安装仓内设置沉淀池，将沉淀池和清水仓通过平台进行隔离，并通过清水管将沉淀池上部的清水引入到水仓下部的清水仓内进行收集，使得排水和排泥作业互不影响，可并行连贯作业，水污分离工序简单，易于实现自动控制；另外本申请采用筒仓式的水仓，其沉淀效率和沉淀效果比传统平流式沉淀池更高。
本实施例的平台为钢结构平台，钢结构平台将水仓上部的沉淀池与水仓下部的清水仓分隔开。
如图1和图3所示，本实施例的高效水污分离系统还包括溢流水收集仓3；所述水仓上端通过混凝土制作形成有溢流槽4，所述溢流槽4的一端与所述沉淀池11上端连通，另一端与所述溢流水收集仓3上端连通；从所述水仓至所述溢流水收集仓3的方向，所述溢流槽4的槽底倾斜布置，倾斜的坡度为1％。通过设置溢流水收集仓，并在水仓上端通过混凝土制作形成溢流槽，可对沉淀池上端溢流出来的清水进行收集。
如图1-图3所示，本实施例的高效水污分离系统还包括安全斜道5，所述安全斜道5的上端与所述水仓上端延伸出的结构相连接，所述安全斜道5的下端与所述水仓下端相连接；所述安全斜道5的倾斜角度为60°-70°。通过设置安全斜道，工作人员可以由此安全写到进入到沉淀池底部的平台进行作业，在紧急情况下，可以作为通向水仓中段或上段的安全通道。所述安全斜道的倾斜角度为65°。通过设置合适的倾斜角度，方便工作人员攀爬安全斜道。本实施例中的安全斜道的直径为2m。
如图1和图2所示，本实施例的所述安全斜道5内安装有沿其长度方向布置的梯子51。通过在安全通道内安装梯子，有利于工作人员攀爬。
如图1和图3所示，本实施例的所述水仓上端通过混凝土制作形成所述进水槽12。
如图1和图3所示，本实施例的所述水泵房23通过泄水巷24与所述清水仓2的底部连接并连通，所述泄水巷24内设有第一挡墙25，所述排水管22的一端与所述水泵相连接，其另一端穿过所述第一挡墙25后延伸至所述第一挡墙25靠近所述清水仓2的一侧；所述泄水巷24位于第一挡墙25与清水仓2之间部分的底部开设有凹槽，所述排水管22另一端向下弯折后伸入到所述凹槽内。水泵房通过泄水巷与清水仓底部连接并连通，将清水仓底部的清水流至泄水巷，然后由清水泵排至地表。
本实施例中，泄水巷的长度不小于30m。
如图1-图3所示，本实施例的所述排泥通道包括泄泥巷15和排泥管16，所述泄泥巷15内设有第二挡墙17，所述泄泥巷15的一端与所述泥浆管18的下端相连通，所述泄泥巷15的另一端与所述泥泵房13连通；所述排泥管16一端与所述泥浆泵相连接，其另一端穿过所述第二挡墙17后延伸至所述第二挡墙17靠近所述泥浆管18的一侧。所述泄泥巷15位于第二挡墙17与泥浆管18之间部分的底部开设有凹槽，所述排泥管16另一端向下弯折后伸入到所述凹槽内。泥泵房通过泄泥巷与排泥管连通，可将沉淀池底部的泥浆由泥浆泵抽出进行处理。
如图2所示，本实施例的所述泥浆管18另一端伸入到所述安全斜道5内并沿所述安全斜道5向下延伸出所述安全斜道5的下端出口，并伸入到所述泄泥巷15内。将泥浆管沿安全斜道延伸，使泥浆管隐藏在安全斜道内，避免外露。
如图1和图2所示，本实施例的所述沉淀池11上部为圆柱体，下部为圆锥体。通过将沉淀池上部设置为圆柱体，下部设置为圆锥体，方便沉淀池底部泥浆的沉淀。
本实施例的水仓设置为两个，分别并排设置，两个水仓都通过同一个平台进行分隔。可在平台上铺设泥浆管，方便工作人员通过安全斜道进入到平台上对沉淀池和泥浆管进行维护。
本实施例中的沉淀池的圆柱体高度为12m，直径为9.5m，圆锥体的高度为4-6m，沉淀池采用钢结构支撑，主要起到污水沉淀和储水的作用。清水仓的高度为20m，净直径为10m，主要用于贮存澄清水。溢流水收集仓实际上也是用于贮存清水，其作用与清水仓的作用相同，溢流水收集仓的直径为10m，高度为40m。
本实施例中，在水仓上口主要设有车场联络道和顶部硐室6。
本实施例的高效水污分离系统的工作过程为，在井下各中段的污水汇聚于进水通道后，通过两条混凝土制成的金水槽分别注入到水仓上部的沉淀池中，经过沉淀后的清水一部分经沉淀池一侧的竖直清水管流入其下部的清水仓中，另一部分经过沉淀池上部的溢流槽流入到旁侧的溢流水收集仓中，溢流槽按1％的下坡倾向旁侧的溢流槽收集仓。清水仓底部的清水流至泄水巷，然后由清水泵排至地表。沉淀池与下部的清水仓采用钢作业平台进行隔离，在沉淀池底部铺设泥浆管，泥浆管沿钢作业平台和安全斜道向下铺设至泥泵房中，然后再由泥浆泵排出。整个过程将排水和排泥分隔开，使得排水和排泥作业互不影响，可并行连贯作业，水污分离工序简单，易于实现自动控制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，包括竖直布置的筒仓式的水仓、沉淀池、清水管和泥浆管，所述水仓中部通过一平台将所述水仓分隔成上下布置的安装仓和清水仓，所述沉淀池安装在所述安装仓内，所述清水管竖直布置在所述水仓内壁与所述沉淀池外壁之间；所述清水管的上端与所述沉淀池的上端侧壁连接并与所述沉淀池内部连通，其下端向下延伸穿过所述平台后伸入到所述清水仓内，所述清水仓下端通过排水管与所述水泵房内的水泵连接；
所述沉淀池上端开口通过进水槽将地下矿山的污水引入到所述水仓内的沉淀池中，所述泥浆管的一端与所述沉淀池下端连接并连通，其另一端通过排泥通道与泥泵房内的泥浆泵连接。
2.根据权利要求1所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，还包括溢流水收集仓；所述水仓上端通过混凝土制作形成有溢流槽，所述溢流槽的一端与所述沉淀池上端连通，另一端与所述溢流水收集仓上端连通；从所述水仓至所述溢流水收集仓的方向，所述溢流槽的槽底倾斜布置，倾斜的坡度为1％。
3.根据权利要求1所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，还包括安全斜道，所述安全斜道的上端与所述水仓上端延伸出的结构相连接，所述安全斜道的下端与所述水仓下端相连接；所述安全斜道的倾斜角度为60°-70°。
4.根据权利要求3所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述安全斜道的倾斜角度为65°。
5.根据权利要求3或4所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述安全斜道内安装有沿其长度方向布置的梯子。
6.根据权利要求1所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述水仓上端通过混凝土制作形成所述进水槽。
7.根据权利要求1所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述水泵房通过泄水巷与所述清水仓的底部连接并连通，所述泄水巷内设有第一挡墙，所述排水管的一端与所述水泵相连接，其另一端穿过所述第一挡墙后延伸至所述第一挡墙靠近所述清水仓的一侧。
8.根据权利要求1所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述排泥通道包括泄泥巷和排泥管，所述泄泥巷内设有第二挡墙，所述泄泥巷的一端与所述泥浆管的下端相连通，所述泄泥巷的另一端与所述泥泵房连通；所述排泥管一端与所述泥浆泵相连接，其另一端穿过所述第二挡墙后延伸至所述第二挡墙靠近所述泥浆管的一侧。
9.根据权利要求8所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述泥浆管另一端伸入到所述安全斜道内并沿所述安全斜道向下延伸出所述安全斜道的下端出口，并伸入到所述泄泥巷内。
10.根据权利要求1所述一种用于地下矿山的高效水污分离系统，其特征在于，所述沉淀池上部为圆柱体，下部为圆锥体。
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