CN114558358A - 矿井水复用系统及其反冲洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿井水复用系统及其反冲洗方法。现有矿井水过滤罐反冲洗时易跑砂。本发明矿井水复用系统，包括原水池、原水泵、N个过滤罐、清水仓、供水泵和供水管网，过滤罐内部设有托筛板，托筛板上设有过滤介质，过滤介质上方设有折页式挡网机构，该折页式挡网机构包括两个半圆形网板和两个半轴，每个半圆形网板由D形边框和D形边框中间的金属网组成，过滤介质上方的过滤罐侧壁上设有两个相对的轴封孔，每个轴封孔内设有L形转轴，两个半轴外端分别与两个L形转轴的内端同轴固定，在L形转轴的带动下，两个半轴可分别旋转，带动相应的半圆形网板在水平和竖直状态之间切换。本发明结构简单，使用方便，受力自动平衡的优点，适合煤矿井下使用。

Description

矿井水复用系统及其反冲洗方法

技术领域

本发明涉及一种矿井水复用系统及其反冲洗方法。

背景技术

目前传统的矿井水在地面处理，不仅需要将矿井水由井下通过加压提升至地面，而且在处理后仍然需要用管道向井下供水，这不但增加了动力成本、维护难度大，而且由于井下环境复杂多变、输水线路远，存在较大的不安全因素，给煤矿生产安全带来隐患。

2021年05月18日公开的、公开号为CN 112811675 A的中国发明公开了一种井下煤矿矿井水的处理方法。2021年09月07日公开的、公开号为CN 113354151 A的中国发明公开了一种井下煤矿矿井水的处理方法。这两种方法都把过滤作为去除矿井水中的煤泥颗粒的主要方法，过滤装置结构简单，操作方便，成本低，体积小。

在实践中，经常选用多个并联的带过滤介质的过滤罐，过滤罐反冲洗操作时，反冲水流很难控制，反冲水流小了，过滤介质中煤泥不能充分洗出，反冲效果差；反冲水流大了，过滤介质又容易被冲出，形成跑砂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何解决现有含过滤单元的矿井水复用系统的上述缺陷，提供一种矿井水复用系统及其反冲洗方法。

为解决上述技术问题，本矿井水复用系统，包括原水池、原水泵、N个过滤罐、清水仓、供水泵和供水管网，所述原水池设置在配用井下巷道内，原水池下游一侧设有溢流水槽，溢流水槽与原水池之间设有溢流管，所述原水泵为潜水泵，所述原水泵设置在溢流水槽内，每个过滤罐顶部均设有进水口和反冲出口，每个过滤罐底部分别设有出水口和反冲进口，每个过滤罐的进水口均通过进水管及进水管上的进水阀与原水泵的出口相通，每个过滤罐的出水口均通过出水管及出水管上的出水阀与一清水总管相通，清水总管通入所述清水仓，所述供水泵入口与清水仓相通，其出口通过供水管与供水管网相通，所述供水管与反冲洗总管相通，反冲洗总管上设有N个反冲洗水支管，上述反冲洗支管与N个过滤罐的反冲进口一一对应相连，且每个反冲洗支管上分别设有一个反冲进水阀，每个过滤罐内部设有托筛板，托筛板上设有过滤介质，所有过滤罐顶部的反冲出口通过支管、总管汇入反冲水水仓，各个支管上分别设有反冲出水阀，其特征在于：所述过滤介质上方设有折页式挡网机构，该折页式挡网机构包括两个半圆形网板和两个相对的半轴，每个半圆形网板由D形边框和D形边框中间的金属网组成，所述过滤介质上表面上方的过滤罐侧壁上设有两个相对的轴封孔，每个轴封孔内设有L形转轴，L形转轴穿设在对应的轴封孔内，其外侧部分为把手，两个半轴内端相对，并夹在两个D形边框的直边之间，两个半圆形网板分别固定在两个半轴上，两个半轴外端分别与两个L形转轴的内端同轴固定，在L形转轴的带动下，两个半轴可分别旋转，带动相应的半圆形网板在水平和竖直状态之间切换，当两个半圆形网板处于水平状态下时，所述过滤介质均被覆盖在两个半圆形网板下方，过滤介质呈颗粒状，且金属网网孔直径小于过滤介质的粒径，其中N为大于２的正整数，所述轴封孔与L形转轴之间水密封。过滤介质可选用石英砂或无烟煤颗粒或二者的混合物。

反冲洗前，先使两个半圆形网板张开，呈水平状态，并覆盖在过滤介质上，再进行反冲洗，即可防止过滤介质被反冲水冲走，如图3所示。反冲结束后，将两个半圆形网板向上翻转成竖直状态并适当固定即可。在竖直状态下，两个半圆形网板横截面小，正常过滤时的流水阻力小，不影响正常过滤。

作为优化，两个半轴分别通过交错设置的抱箍夹板固定相应半圆形网板的D形边框的直边上，与之相邻的半圆形网板的D形边框的直边上分别设有带夹板的短套管，每个抱箍夹板包括截面呈C形的抱箍和连接在抱箍两端的上板和下板，所述D形边框的直边夹在上板和下板之间，并由螺钉或螺栓固定，每个带夹板的短套管包括短管部和夹板部，所述短管部内径大于半轴直径，所述夹板部一侧开有夹槽，上述夹槽就卡在相应半圆形网板的D形边框的直边上，并由螺钉或螺栓固定，形成所述折页式挡网机构。如此设计，结构简单，便于组装、固定。

作为优化，所述过滤罐内壁上设有环形内凸台，上述环形内凸台内封有电磁铁，所述半圆形网板处于水平状态时，其D形边框的圆边压在所述环形内凸台上，并被上述环形内凸台内的电磁铁吸合。如此设计，半圆形网板不易被反冲水冲开。

作为优化，所述轴封孔内上方的过滤罐外壁上设有一水平铰接轴，该水平铰接轴上铰接有一个扣板，该扣板正下方设有卡槽，当L形转轴的把手处于竖直状态时，所述扣板的卡槽恰好可卡在所述把手上，借以将相应半圆形网板固定在竖直状态。如此设计，便于通过L形转轴，将半圆形网板固定在竖直状态。

作为优化，两个半轴的相对端面中一个设有插轴，另一开有盲孔，所述插轴插入所述盲孔内。如此设计，两个半轴即可相互支撑，又可以相对旋转。

本发明矿井水复用系统的反冲洗方法，包括下述步骤：

①.关闭前述矿井水复用系统的待反冲洗的过滤罐顶部的进水阀及其底部的出水阀；

②.然后扳动L形转轴，将两个半圆形网板均调整至水平状态，接通所述电磁铁的电源供应，使半圆形网板的D形边框的圆边被电磁铁吸住;

③.然后，先打开相应过滤罐顶部的反冲出水阀，然后打开底部的反冲进水阀，反冲水从过滤罐底部进入，经过滤罐、反冲出水阀、支管、总管后进入反冲水水仓；

④.当反冲水变清后，关闭反冲出水阀和反冲进水阀，然后切断电磁铁电源供应，然后扳动L形转轴，使两个半圆形网板转至竖直状态，并用所述扣板的卡槽卡住所述L形转轴的把手上，借以将相应半圆形网板固定在竖直状态；

⑤.最后，开启待反冲洗的过滤罐顶部的进水阀及其底部的出水阀，反冲完毕。

如此设计，操作简便，并可有效防止跑砂，使得反冲洗可以变得更加便捷、高效、易操作。

本矿井水复用系统及其反冲洗方法具有结构简单，使用方便，受力自动平衡的优点，适合煤矿井下使用。

附图说明

下面结合附图对本矿井水复用系统作进一步说明：

图1是本发明矿井水复用系统的工艺流程示意图；

图2是本发明矿井水复用系统中原水池的纵向剖面结构示意图；

图3是图2所述原水池的横向剖面结构示意图；

图4是本发明矿井水复用系统的过滤罐结构示意图；

图5是图4所示过滤罐在正常过滤的剖面结构示意图（沿过轴心线的竖直平面剖切）；

图6是图4所示过滤罐在反冲状态下的剖面结构示意图（沿过轴心线的竖直平面剖切）；

图7是本发明矿井水复用系统的左半圆形网板及半轴等部件的立体结构示意图；

图8是本发明矿井水复用系统的右半圆形网板及半轴等部件的立体结构示意图；

图9是本发明矿井水复用系统的折页式挡网机构的立体结构示意图。

图中：1为原水池、2为原水泵、3为过滤罐、4为清水仓、5为供水泵、6为供水管网、7为配用井下巷道、8为溢流水槽、9为溢流管、10为进水管、11为进水阀、12为出水阀、13为清水总管、14为反冲进水阀、15为供水管、16为反冲洗总管、17为插轴、18为托筛板、19为过滤介质、20为反冲水水仓、21为反冲出水阀、22为半圆形网板、23为半轴、221为D形边框、24为L形转轴、25为抱箍夹板、251为上板、252为下板、26为短套管、261为短管部、262为夹板部、263为夹槽、27为环形内凸台、28为水平铰接轴、29为扣板、30为卡槽、31为双流速水帽。

具体实施方式

实施方式一：如图1-9所示，本发明矿井水复用系统包括原水池1、原水泵2、N个过滤罐3、清水仓4、供水泵5和供水管网6，所述原水池1设置在配用井下巷道7内，原水池1下游一侧设有溢流水槽8，溢流水槽8与原水池1之间设有溢流管9，所述原水泵2为潜水泵，所述原水泵2设置在溢流水槽8内，每个过滤罐3顶部均设有进水口和反冲出口，每个过滤罐3底部分别设有出水口和反冲进口，每个过滤罐3的进水口均通过进水管10及进水管10上的进水阀11与原水泵2的出口相通，每个过滤罐3的出水口均通过出水管及出水管上的出水阀12与一清水总管13相通，清水总管13通入所述清水仓4，所述供水泵5入口与清水仓4相通，其出口通过供水管15与供水管网6相通，所述供水管15与一反冲洗总管16相通，反冲洗总管16上设有N个反冲洗水支管，上述反冲洗支管与N个过滤罐3的反冲进口一一对应相连，且每个反冲洗支管上分别设有一个反冲进水阀14，每个过滤罐3内部设有托筛板18，托筛板18上设有过滤介质19，所有过滤罐3顶部的反冲出口通过支管、总管汇入反冲水水仓20，各个支管上分别设有反冲出水阀21。

其特征在于：所述过滤介质19上方设有折页式挡网机构，该折页式挡网机构包括两个半圆形网板22和两个相对的半轴23，每个半圆形网板22由D形边框221和D形边框221中间的金属网组成，所述过滤介质19上表面上方的过滤罐3侧壁上设有两个相对的轴封孔，每个轴封孔内设有L形转轴24，L形转轴24穿设在对应的轴封孔内，其外侧部分为把手，两个半轴23内端相对，并夹在两个D形边框221的直边之间，两个半圆形网板22分别固定在两个半轴23上，两个半轴23外端分别与两个L形转轴24的内端同轴固定，在L形转轴24的带动下，两个半轴23可分别旋转，带动相应的半圆形网板22在水平和竖直状态之间切换，当两个半圆形网板22处于水平状态下时，所述过滤介质19均被覆盖在两个半圆形网板22下方，过滤介质19呈颗粒状，且金属网网孔直径小于过滤介质的粒径，其中N为大于２的正整数，所述轴封孔孔壁与L形转轴24之间水密封。

两个半轴23分别通过交错设置的抱箍夹板25固定相应半圆形网板22的D形边框221的直边上，与之相邻的半圆形网板22的D形边框221的直边上分别设有带夹板的短套管26，每个抱箍夹板25包括截面呈C形的抱箍和连接在抱箍两端的上板251和下板252，所述D形边框221的直边夹在上板251和下板252之间，并由螺钉或螺栓固定，每个带夹板的短套管26包括短管部261和夹板部262，所述短管部261内径大于半轴直径，所述夹板部262一侧开有夹槽263，上述夹槽就卡在相应半圆形网板22的D形边框221的直边上，并由螺钉或螺栓固定，形成所述折页式挡网机构。

所述过滤罐3内壁上设有环形内凸台27，上述环形内凸台27内封有电磁铁（图中未示出），所述半圆形网板22处于水平状态时，其D形边框221的圆边压在所述环形内凸台27上，并被上述环形内凸台27内的电磁铁吸合。所述轴封孔内上方的过滤罐外壁上设有一水平铰接轴28，该水平铰接轴28上铰接有一个扣板29，该扣板29正下方设有卡槽30，当L形转轴24的把手处于竖直状态时，所述扣板29的卡槽30恰好可卡在所述L形转轴24的把手上，借以将相应半圆形网板22固定在竖直状态。

两个半轴22的相对端面中一个设有插轴17，另一开有盲孔（图中未示出），所述插轴17插入所述盲孔内。

本发明矿井水复用系统反冲洗方法，包括下述步骤：

①.关闭实施方式一所述矿井水复用系统的待反冲洗的过滤罐3顶部的进水阀11及其底部的出水阀12；

②.然后扳动L形转轴24，将两个半圆形网板22均调整至水平状态，接通所述电磁铁的电源供应，使半圆形网板22的D形边框221的圆边被电磁铁吸住;

③.然后，先打开相应过滤罐3顶部的反冲出水阀21，然后打开底部的反冲进水阀14，反冲水从过滤罐3底部进入，经过滤罐3、反冲出水阀21、支管、总管后进入反冲水水仓20；

④.当反冲水变清后，关闭反冲出水阀21和反冲进水阀14，然后切断电磁铁的电源供应，然后扳动L形转轴24，使两个半圆形网板22转至竖直状态，并用所述扣板29的卡槽30卡住所述L形转轴的24把手上，借以将相应半圆形网板22固定在竖直状态；

⑤.最后，开启待反冲洗的过滤罐3顶部的进水阀11及其底部的出水阀12，反冲完毕。

Claims (6)

1.一种矿井水复用系统，包括原水池、原水泵、N个过滤罐、清水仓、供水泵和供水管网，所述原水池设置在配用井下巷道内，原水池下游一侧设有溢流水槽，溢流水槽与原水池之间设有溢流管，所述原水泵为潜水泵，所述原水泵设置在溢流水槽内，每个过滤罐顶部均设有进水口和反冲出口，每个过滤罐底部分别设有出水口和反冲进口，每个过滤罐的进水口均通过进水管及进水管上的进水阀与原水泵的出口相通，每个过滤罐的出水口均通过出水管及出水管上的出水阀与一清水总管相通，清水总管通入所述清水仓，所述供水泵入口与清水仓相通，其出口通过供水管与所述供水管网相通，所述供水管与反冲洗总管相通，反冲洗总管上设有N个反冲洗水支管，上述反冲洗支管与N个过滤罐的反冲进口一一对应相连，且每个反冲洗支管上分别设有一个反冲进水阀，每个过滤罐内部设有托筛板，托筛板上设有过滤介质，所有过滤罐顶部的反冲出口通过支管、总管汇入反冲水水仓，各个支管上分别设有反冲出水阀，其特征在于：所述过滤介质上方设有折页式挡网机构，该折页式挡网机构包括两个半圆形网板和两个相对的半轴，每个半圆形网板由D形边框和D形边框中间的金属网组成，所述过滤介质上表面上方的过滤罐侧壁上设有两个相对的轴封孔，每个轴封孔内设有L形转轴，L形转轴穿设在对应的轴封孔内，其外侧部分为把手，两个半轴内端相对，并夹在两个D形边框的直边之间，两个半圆形网板分别固定在两个半轴上，两个半轴外端分别与两个L形转轴的内端同轴固定，在L形转轴的带动下，两个半轴可分别旋转，带动相应的半圆形网板在水平和竖直状态之间切换，当两个半圆形网板处于水平状态下时，所述过滤介质均被覆盖在两个半圆形网板下方，过滤介质呈颗粒状，且金属网网孔直径小于过滤介质的粒径，其中N为大于２的正整数，所述轴封孔与L形转轴之间水密封。

2.根据权利要求 1 所述的矿井水复用系统，其特征在于：两个半轴分别通过交错设置的抱箍夹板固定相应半圆形网板的D形边框的直边上，与之相邻的半圆形网板的D形边框的直边上分别设有带夹板的短套管，每个抱箍夹板包括截面呈C形的抱箍和连接在抱箍两端的上板和下板，所述D形边框的直边夹在上板和下板之间，并由螺钉或螺栓固定，每个带夹板的短套管包括短管部和夹板部，所述短管内径大于半轴直径，所述夹板部一侧开有夹槽，上述夹槽就卡在相应半圆形网板的D形边框的直边上，并由螺钉或螺栓固定，形成所述折页式挡网机构。

3.根据权利要求1所述的矿井水复用系统，其特征在于：所述过滤罐内壁上设有环形内凸台，上述环形内凸台内封有电磁铁，所述半圆形网板处于水平状态时，其D形边框的圆边压在所述环形内凸台上，并被上述环形内凸台内的电磁铁吸合。

4.根据权利要求1所述的矿井水复用系统，其特征在于：所述轴封孔内上方的过滤罐外壁上设有一水平铰接轴，该水平铰接轴上铰接有一个扣板，该扣板正下方设有卡槽，当L形转轴的把手处于竖直状态时，所述扣板的卡槽恰好可卡在所述把手上，借以将相应半圆形网板固定在竖直状态。

5.根据权利要求1所述的矿井水复用系统，其特征在于：两个半轴的相对端面中一个设有插轴，另一开有盲孔，所述插轴插入所述盲孔内。

6.一种矿井水复用系统反冲洗方法，包括下述步骤：

①.关闭权利要求 1 所述矿井水复用系统的待反冲洗的过滤罐顶部的进水阀及其底部的出水阀；

②.然后扳动L形转轴，将两个半圆形网板均调整至水平状态，接通所述电磁铁的电源供应，使半圆形网板的D形边框的圆边被电磁铁吸住;

③.然后，先打开相应过滤罐顶部的反冲出水阀，然后打开底部的反冲进水阀，反冲水从过滤罐底部进入，经过滤罐、反冲出水阀、支管、总管后进入反冲水水仓；

④.当反冲水变清后，关闭反冲出水阀和反冲进水阀，然后切断电磁铁电源供应，然后扳动L形转轴，使两个半圆形网板转至竖直状态，并用所述扣板的卡槽卡住所述L形转轴的把手上，借以将相应半圆形网板固定在竖直状态；

⑤.最后，开启待反冲洗的过滤罐顶部的进水阀及其底部的出水阀，反冲完毕。

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