CN203347839U

CN203347839U - 采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统

Info

Publication number: CN203347839U
Application number: CN 201320384093
Authority: CN
Inventors: 李涛; 王苏健; 邓增社; 郝亚锋; 高颖
Original assignee: Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-06-28

Abstract

本实用新型公开了一种采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统，水位标高较高的采空区通过排水巷排入水位标高较低的大巷，所述排水巷内设置有排水管路组，排水管路组上游埋置于挡水闸墙内，挡水闸墙与采空区之间构筑大断面过滤网，用于阻止大型矸石进入排水系统。这样，采空区涌出的水，经大断面过滤网过滤掉水中大型矸石后，被挡水闸墙拦蓄，当水压在警戒水压以下时，拦蓄的水在静水压力作用下通过埋置于挡水闸墙的排水管路组将水中的中、小型矸石过滤。

Description

采空区节能、应急、防淤堵满管(组)自流排水系统

技术领域：

本实用新型属于矿井水文地质领域，涉及一种采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统，特别适用于井下上山开采条件下，低～中等涌水量的采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统。

背景技术：

许多煤矿采空区有一定流量的矿井水持续涌出，采空区长期积水是潜在的水害源，因此必须及时由采空区排入大巷水仓，然后由水仓集中排水至地面或循环利用。其中水仓排水系统由于汇集、积累了多个采空区的涌水，水泵的利用率高，且水质相对较好，不易淤堵。相比较，采空区排水，由于水量相对较小，水泵利用率低下，并且涌出水量多变，因此水泵功率不能下调，且采空区内杂质较多，容易造成排水系统淤堵。现有的采空区排水设备多以挡水闸墙封闭采空区水源，再选用潜水泵或卧泵经开放的排水沟或非满流的排水管路将水分段抽至大巷水仓。但是，存在以下几点弊端：1）利用各类水泵直接抽水，仅一个涌水中等的工作面排一年电费需要100余万元，而一个煤矿往往有多个甚至十多个涌水工作面，排水费用十分巨大；2）长期使用大泵量水泵抽水，会造成采空区的涌水量增大，且对矿区含水层影响大；3）单独利用各类水泵抽水，最大排水能力相对较差；4）利用各类水泵直接抽水，需要投入较多的人力和时间；5）由于采空区中杂质较多，主动大功率抽水时水流速较大，易将大面积杂质抽至排水管路附近，而排水管路不合理设置滤网时，容易造成排水管路（组）淤堵，进而减小管路排水能力。

实用新型内容：

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统，水位标高较高的采空区通过排水巷排入水位标高较低的大巷，所述排水巷内设置有排水管路组，排水管路组上游埋置于挡水闸墙内，挡水闸墙与采空区之间构筑大断面过滤网，用于阻止大型矸石进入排水系统。

作为本实用新型的优选实施例，所述挡水闸墙以外与排水管路组并联应急水泵。

作为本实用新型的优选实施例，所述埋置于所述挡水闸墙中的排水管路组上游端头设置两层排水管路组滤网，分别是排水管路组外置滤网和排水管路组内置滤网。

作为本实用新型的优选实施例，所述排水管路组在大巷排水口处设置流量表，用于计量采空区排水量。

作为本实用新型的优选实施例，所述挡水闸墙中埋设水压力传感器，用于监测采空区中的静水压力。

作为本实用新型的优选实施例，所述水压力传感器连接有PLC，PLC分别连接有压力显示器、声光报警器及防爆电磁阀。

作为本实用新型的优选实施例，所述排水管路组的挡水闸墙以外部分依次设置排矸阀和手动安全阀。

作为本实用新型的优选实施例，所述挡水闸墙与大巷的排水点存在落差。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：在本实用新型排水系统中，水位标高较高的采空区通过排水巷排入水位标高较低的大巷，所述排水巷内设置有排水管路组，排水管路组上游埋置于挡水闸墙内，挡水闸墙与采空区之间构筑大断面过滤网，用于阻止大型矸石进入排水系统。这样，采空区涌出的水，经大断面过滤网过滤掉水中大型矸石后，被挡水闸墙拦蓄，当水压在警戒水压以下时，拦蓄的水在静水压力作用下通过埋置于挡水闸墙的排水管路组将水中的中、小型矸石过滤。

附图说明：

图1是本实用新型的排水系统平面示意图；

图2是图1的A部分的侧面放大示意图；

图中：1、采空区2、排水巷道；3、大巷；4、大断面过滤网；5、挡水闸墙；6、应急水泵；7、排水管组；8、流量表；9、水压力传感器；10、排水管路组外置滤网；11、排水管路组内置滤网；12、PLC；13、声光报警器；14、压力显示器；15、防爆电磁阀；16、手动安全阀；17、排矸阀。

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型排水系统做进一步详细说明：

如图1所示，用于将水位标高较高的采空区1持续涌出的矿井水在静水压力作用下，通过排水巷2中的排水管路（组）7满管自流排入水位标高较低的大巷3的排水系统。该系统主要由密封的管路（组）7和挡水闸墙5构成，其中调节管路数量可排出不同采空区涌水量；管路（组）7上游埋置于挡水闸墙5内，挡水闸墙5与采空区1之间构筑大断面过滤网4，用于阻止大型矸石进入排水系统；其中挡水闸墙5起到蓄水，提高采空区水位标高的作用；挡水闸墙5以外与排水管路（组）7并联应急水泵6，正常情况下应急水泵6不运转，排水管路（组）7主要依靠静水压力排水，处于节能状态，仅当采空区1积水达到警戒水压力时，应急水泵6才运行应急排水；排水管路（组）7在大巷排水口处设置流量表8，用于计量采空区排水量，有利于评估采空区1积水威胁其他工作面程度。

如图2所示，用于挡水闸墙5及排水管路（组）7的节能、应急、防於堵系统，挡水闸墙5中埋设水压力传感器9，用于监测采空区1中的静水压力，水压力传感器9与PLC（逻辑控制器）12连接，PLC12又分别连接压力显示器14、声光报警器13及防爆电磁阀15，水压力传感器9监测到的水压力通过压力显示器14显示，当监测到的水压力大于预先设置的警戒水压力时，声光报警器13发出声和光报警，同时启动防爆电磁阀15，进而启动正常情况不运行的节能、应急水泵6，加大应急排水能力；埋置于挡水闸墙5中的排水管路（组）7上游端头设置两层排水管路（组）滤网，分别是排水管路（组）外置滤网10和排水管路（组）内置滤网11，用于减少管路（组）7的於堵，进而保持管路中的静水压力，减少静水压力损失；排水管路（组）7的挡水闸墙5以外部分，依次设置排矸阀17、手动安全阀16和应急水泵6，其中排矸阀17可随时排出意外进入排水管路（组）中的矸石。

本实用新型的优点在于：1）简单易实施；2）无工作泵，节能，成本低；3）无工作泵长期抽水，对矿区含水层影响小；4）应急泵联合静水压力，应急排水能力大；5）对采空区积水量有直观认识，有利于下伏工作面回采时探放水量的计算；6）三层滤网、排矸阀的设置和合理流速排放矿井水，有利于防止管路淤堵。

应用实例:

渭北石炭二叠纪煤田某煤矿的一个上山开采的采空区稳定涌水量约为30m³/h，在采用本排水系统前，采用挡水闸墙将采空区水隔离，再直接采用排水泵进行直接排水，一年使用水泵的排水费用为100万元以上。使用该排水系统后，在应急水泵长时间停止运行的前提下，合理铺设了两趟4寸密封的排水管路，每趟管路铺设长度为1100m，挡水闸墙至大巷排水点存在41m落差，管路在静水压力下能够及时满管自流排出采空区涌出的水量，节约了每年100万元的排水费用。且排水过程中排水管路没有发生明显淤堵、减流现象，挡水闸墙内置水压监测系统也未见超出警戒水压情况。

采空区1涌出的水，经大断面过滤网4过滤掉水中大型矸石后，被挡水闸墙5拦蓄，此时埋置于挡水闸墙5中的水压力传感器9对拦蓄的水压进行监测，并显示于压力显示器14，当水压在警戒水压以下时，拦蓄的水在静水压力作用下通过埋置于挡水闸墙5的排水管路组7中的外置滤网10和内置滤网11将水中的中、小型矸石过滤后，进入排水巷道2中的密封排水管路组7，由于密封排水管路组7的上下游存在静水压力，所以涌水在流量表8计量后流入水位标高较低的大巷3，而水压达到警戒水压时，PLC12则控制声光报警器13进行声光报警，同时控制防爆电磁阀15开启应急水泵6，进而加速拦蓄的涌水通过排水管路组7排出，在排水过程中若存在意外进入排水系统的矸石，造成排水量有所减小，则关闭手动安全阀16，同时开启排矸阀17进行排矸。

Claims

1.一种采空区节能、应急、防淤堵满管（组）自流排水系统，其特征在于：水位标高较高的采空区（1）通过排水巷（2）排入水位标高较低的大巷（3），所述排水巷（2）内设置有排水管路组（7），排水管路组（7）上游埋置于挡水闸墙（5）内，挡水闸墙（5）与采空区（1）之间构筑大断面过滤网（4），用于阻止大型矸石进入排水系统。

2.如权利要求1所述的排水系统，其特征在于：所述挡水闸墙（5）以外与排水管路组（7）并联应急水泵（6）。

3.如权利要求1所述的排水系统，其特征在于：埋置于所述挡水闸墙（5）中的排水管路组（7）上游端头设置两层排水管路组滤网，分别是排水管路组外置滤网（10）和排水管路组内置滤网（11）。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的排水系统，其特征在于：所述排水管路组（7）在大巷排水口处设置流量表（8），用于计量采空区排水量。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的排水系统，其特征在于：所述挡水闸墙（5）中埋设水压力传感器（9），用于监测采空区（1）中的静水压力。

6.如权利要求5所述的排水系统，其特征在于：所述水压力传感器（9）连接有PLC（12），PLC（12）分别连接有压力显示器（14）、声光报警器（13）及防爆电磁阀（15）。

7.如权利要求1或2或3或6所述的排水系统，其特征在于：所述排水管路组（7）的挡水闸墙（5）以外部分依次设置排矸阀（17）和手动安全阀（16）。

8.如权利要求5所述的排水系统，其特征在于：所述排水管路组（7）的挡水闸墙（5）以外部分依次设置排矸阀（17）和手动安全阀（16）。

9.如权利要求1所述的排水系统，其特征在于：所述挡水闸墙与大巷（3）的排水点存在落差。