CN111322111A - 一种矿井涌水泥砂沉淀结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿井涌水泥砂沉淀结构,涉及地下采矿技术领域,采场排水巷道至少设置两条且相互平行,进风排水井贯穿连通各采场排水巷道,专用进风巷道连通进风排水井,泄水井连通专用进风巷道,运输泄水巷道连通泄水井;采场沉砂池设于各采场排水巷道一侧并靠近进风排水井,专用进风沉砂池设于专用进风巷道内并远离进风排水井,运输泄水沉砂池设于运输泄水巷道内并远离泄水井;专用进风巷道内靠近进风排水井设有滤料,挡风墙设于运输泄水巷道内并靠近泄水井。通过多级沉淀,使不同粒级的矿岩预先得到沉淀,不仅不影响矿山通风排水,还具有泥砂沉淀的功能。

Description

一种矿井涌水泥砂沉淀结构
技术领域
本发明涉及地下采矿技术领域,特别是涉及一种矿井涌水泥砂沉淀结构。
背景技术
采用地下开采方式的矿山为保障持续安全生产,需要从地表向地下开掘一系列通达矿体的巷道,以形成提升、运输、通风、供电、供风、供水、排水、通讯等系统。及时排除矿井涌水是矿山防汛抗洪工作的重要内容,对于涌水量大的矿山尤为重要。矿山排水系统建设方案有一段排水、分段排水、集中排水和分区排水之分,一段排水是将上部阶段涌水引入下部阶段,由下部阶段直接排至地表;分段排水是将下部阶段涌水先排至上部阶段,再由上部阶段排至地表。地下矿井涌水主要来自地表水、大气降水、地下水和生产用水等方面,不同条件的矿山涌水量及来源差别很大。
采用机械排水的矿山排水系统一般由水沟、排水巷道、沉淀池、水仓、泵房、排水设备、排水管道等组成,降雨量大、渗透速度快的矿山会设置专用排水巷道,以保证大气降雨快速到达水仓并排出矿井。由于排水巷道的存在以及水流的作用,巷道内风量会很大,它对矿井通风有较大影响,因此,需要在巷道内设置通风构筑物,如风门、风墙等,而在巷道内设置通风构筑物对水流通过有一定影响。现有的做法是:在沉淀池外的联络巷道内设置通风构筑物,将排水巷道与运输巷道隔离,从而防止水流作用对矿井通风的影响,当沉淀池需要清理时,这些通风构筑物打开将会改变原来系统的平衡状态进而影响矿井通风效果。
采用无底柱分段崩落法开采的矿山,采场各分段的涌水汇集后通过排水巷道流入风井或专用排水井,由风井或专用排水井进入运输水平排水沟(采场涌水量大的矿山设专用排水巷道),最终流入沉淀池和水仓,再由中央水泵房排出地表。在矿井涌水流动过程中,泥砂会沉积在水沟、专用排水巷道、沉淀池和水仓内,因而需要定期进行清理,尤其沉淀池和水仓泥砂清理难度大,还会影响到水泵的正常运行。
发明内容
为了解决以上技术问题,本发明提供一种矿井涌水泥砂沉淀结构,包括采场排水巷道、进风排水井、专用进风巷道、泄水井、运输泄水巷道、沉砂池、挡风墙,
采场排水巷道至少设置两条且相互平行,进风排水井贯穿连通各采场排水巷道,专用进风巷道连通进风排水井,泄水井连通专用进风巷道,运输泄水巷道连通泄水井;
沉砂池包括凹陷式的采场沉砂池和挡坝式的专用进风沉砂池、挡坝式的运输泄水沉砂池,采场沉砂池设于各采场排水巷道一侧并靠近进风排水井,专用进风沉砂池设于专用进风巷道内并远离进风排水井,运输泄水沉砂池设于运输泄水巷道内并远离泄水井;
专用进风巷道内靠近进风排水井设有滤料,挡风墙设于运输泄水巷道内并靠近泄水井。
技术效果:本发明设计的矿井涌水泥砂沉淀方法,通过多级沉淀,使不同粒级的矿岩在采场排水巷道、专用进风巷道、运输泄水巷道内预先得到沉淀,不仅不影响矿山通风排水,还具有泥砂沉淀的功能,因而大幅减少之后进入沉淀池、水仓的颗粒物,有利于改善进入水仓涌水的水质,减少排水对水泵的损坏和对排水管的磨损。
本发明进一步限定的技术方案是:
前所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,采场沉砂池采用梯形或三角形结构,宽度与采场排水巷道相同,深度1.0~1.5m,长度5~20m。
前所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,专用进风沉砂池宽度与专用进风巷道相同,厚度0.3~0.5m、高度0.5~0.6m。
前所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,运输泄水沉砂池宽度与运输泄水巷道相同,厚度0.4~0.6m。
前所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,滤料堆置于距离进风排水井3~5m的位置,与专用进风巷道等宽,长度3~5m,高度0.5~0.6m。
前所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,滤料采用采准或回采的大块矿岩,大块岩石至少有一维尺寸介于300~600mm之间。
本发明的有益效果是:
(1)本发明中采场排水巷道内的采场沉砂池可有效接纳来自采场的颗粒状矿岩,防止颗粒矿岩进入进风排水井,便于在每次大量涌水后进行机械清理作业;
(2)本发明中专用进风巷道内的滤料可对来自进风排水井的涌水进行过滤,使涌水中的颗粒物进一步得到沉降,从而降低涌水中泥砂的浓度,改善水质;
(3)本发明中专用进风巷道内的挡坝式专用进风沉淀池起沉淀和溢流作用,具有一定的蓄水功能,可拦截涌水中的颗粒物并有利于涌水中细颗粒沉降;
(4)本发明中运输泄水巷道内的挡坝式运输泄水沉砂池可再次拦截涌水中颗粒物并起再次沉降的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
其中:1、采场涌水及流向;2、采场沉砂池;3、进风排水井;4、采场排水巷道;5、滤料;6、专用进风沉砂池;7、专用进风巷道;8、泄水井;9、挡风墙;10、运输泄水巷道;11、运输泄水沉砂池。
具体实施方式
本实施例提供的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,结构如图1所示,包括采场排水巷道4、进风排水井3、专用进风巷道7、泄水井8、运输泄水巷道10、沉砂池、挡风墙9。
采场排水巷道4至少设置两条且相互平行,进风排水井3贯穿连通各采场排水巷道4,专用进风巷道7连通进风排水井3,泄水井8连通专用进风巷道7,运输泄水巷道10连通泄水井8。
沉砂池包括凹陷式的采场沉砂池2和挡坝式的专用进风沉砂池6、挡坝式的运输泄水沉砂池11。采场沉砂池2设于各采场排水巷道4一侧并靠近进风排水井3,采用梯形或三角形结构,宽度与采场排水巷道4相同,深度1.0~1.5m,长度5~20m。专用进风沉砂池6设于专用进风巷道7内并远离进风排水井3,宽度与专用进风巷道7相同,厚度0.3~0.5m、高度0.5~0.6m。运输泄水沉砂池11设于运输泄水巷道10内并远离泄水井8,宽度与运输泄水巷道10相同,厚度0.4~0.6m。
专用进风巷道7内靠近进风排水井3设有滤料5,滤料5采用采准或回采的大块矿岩,大块岩石至少有一维尺寸介于300~600mm之间,堆置于距离进风排水井33~5m的位置,与专用进风巷道7等宽,长度3~5m,高度0.5~0.6m。挡风墙9设于运输泄水巷道10内并靠近泄水井8。
矿井涌水的线路为:采场→采场排水巷道4→进风排水井3→专用进风巷道7→泄水井8→运输泄水巷道10→沉淀池→水仓。采场沉砂池2、专用进风沉砂池6、运输泄水沉砂池11内沉淀物需定期进行清理,尤其采场沉砂池2清理频率更高。
具体应用:
某露天开采转地下开采的大型铁矿山,采用竖井与斜坡道相结合的开拓方式,采矿方法为无底柱分段崩落法。设0m、-120m、-240m、-360m四个阶段,0m以上为挂帮矿开采,露天坑底标高为-15m、首采分段为-30m。为了确保采矿生产安全,在坑底回填30~40m厚度的覆盖岩层,矿山井下涌水主要为大气降雨、生产用水、岩层渗水,挂帮矿涌水经采场汇集到0m运输水平后,由泄水井8流入-360m主排水水平沉淀池和水仓;露天坑底涌水经采场汇集到-30m、-45m、-60m等分段排水巷道,由进风排水井3流入-105m专用进风巷道7;进入-105m专用进风巷道7的涌水由泄水井8流入-120m运输泄水巷道10,再由-120m运输泄水巷道10经泄水井8流入矿山-360m主排水水平沉淀池和水仓,到达水仓的涌水由中央水泵房采用一段排水的方式直接排至地表。
为了尽快排出涌水,避免涌水对矿山生产的影响,现行的做法是:在-30m、-45m、-60m等分段疏通排水线路,在-105m修筑排水沟并清理巷道,引导水流进入排水沟,在-360m增加排泥砂设施。然而受连续强降雨影响,采场涌水量大、水流速度快,导致碎石、泥砂等随水流进入-360m沉淀池和水仓,不仅增加了-360m沉淀池和水仓的清淤工作量,还影响中央水泵房的正常运行,对矿山造成巨大的安全威胁。
应用本发明所述方案,在-30m、-45m、-60m等分段通往进风排水井3的采场排水巷道4内设置梯形或三角形结构的采场沉砂池2,采场沉砂池2与采场排水巷道4等宽,深度1.2m,长度15m,便于机械清理。在-105m专用进风巷道7内堆置滤料5,滤料5堆置在距离进风排水井34m的位置,采用采准或回采的大块矿岩以防被水流冲走,滤料5堆置与巷道等宽,长度4m,高度0.6m;同时在远离进风排水井3的专用进风巷道7内设置挡坝式专用进风沉砂池666,与专用进风巷道7等宽,厚度0.5m,高度0.6m。在-105m专用进风巷道7往泄水井8的巷道内设置梯形沉淀池,长度50~100m,与巷道等宽,深度1.5m。在-120m运输泄水巷道10内设置挡坝式运输泄水沉砂池11,与运输泄水巷道10等宽,厚度0.5m,高度1.2m,对采场涌水再次沉淀后流入-360m主排水水平。在-360m主排水水平的泄水巷道内设置挡坝,挡坝与巷道等宽,厚度0.5m,高度1.6m,又一次对涌水沉淀后流入沉淀池和水仓。到达水仓的涌水由中央水泵房采用一段排水的方式直接排至地表。
通过上述措施,将不同粒级的泥砂在采场排水巷道4、专用进风巷道7、运输泄水巷道10内进行逐级沉淀,使得进入沉淀池、水仓的涌水含泥砂量显著降低。不仅可保证矿井涌水从采场顺畅地到达水仓,还不影响采场生产、矿井通风、矿石运输等工艺环节,且方便清理沉积的泥砂,有利于保证矿山水泵的正常运行。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种矿井涌水泥砂沉淀结构,包括采场排水巷道(4)、进风排水井(3)、专用进风巷道(7)、泄水井(8)、运输泄水巷道(10)、沉砂池、挡风墙(9),其特征在于:
所述采场排水巷道(4)至少设置两条且相互平行,所述进风排水井(3)贯穿连通各所述采场排水巷道(4),所述专用进风巷道(7)连通所述进风排水井(3),所述泄水井(8)连通所述专用进风巷道(7),所述运输泄水巷道(10)连通所述泄水井(8);
所述沉砂池包括凹陷式的采场沉砂池(2)和挡坝式的专用进风沉砂池(6)、挡坝式的运输泄水沉砂池(11),所述采场沉砂池(2)设于各所述采场排水巷道(4)一侧并靠近所述进风排水井(3),所述专用进风沉砂池(6)设于所述专用进风巷道(7)内并远离所述进风排水井(3),所述运输泄水沉砂池(11)设于所述运输泄水巷道(10)内并远离所述泄水井(8);
所述专用进风巷道(7)内靠近所述进风排水井(3)设有滤料(5),所述挡风墙(9)设于所述运输泄水巷道(10)内并靠近所述泄水井(8)。
2.根据权利要求1所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,其特征在于:所述采场沉砂池(2)采用梯形或三角形结构,宽度与所述采场排水巷道(4)相同,深度1.0~1.5m,长度5~20m。
3.根据权利要求1所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,其特征在于:所述专用进风沉砂池(6)宽度与所述专用进风巷道(7)相同,厚度0.3~0.5m、高度0.5~0.6m。
4.根据权利要求1所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,其特征在于:所述运输泄水沉砂池(11)宽度与所述运输泄水巷道(10)相同,厚度0.4~0.6m。
5.根据权利要求1所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,其特征在于:所述滤料(5)堆置于距离所述进风排水井(3)3~5m的位置,与所述专用进风巷道(7)等宽,长度3~5m,高度0.5~0.6m。
6.根据权利要求5所述的一种矿井涌水泥砂沉淀结构,其特征在于:所述滤料(5)采用采准或回采的大块矿岩,所述大块岩石至少有一维尺寸介于300~600mm之间。
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