CN207686763U - 采空区过滤水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了采空区过滤水系统，包括综采工作面、第一工作面采空区、第二工作面采空区、第三工作面采空区和第四工作面采空区，所述综采工作面、第一工作面采空区、第二工作面采空区、第三工作面采空区和第四工作面采空区两两相邻，其上覆顶板岩性及厚度类同，综采工作面、第一工作面采空区、第二工作面采空区、第三工作面采空区和第四工作面采空区的底部均与辅助运输大巷、二中回风大巷和皮带运输大巷贯通连接，综采工作面内部开设有采空区注水巷道，该采空区过滤水系统，能够充分利用地下采掘空间和地层特性实现煤矿井下污水自净，减少井下自来水使用量，降低水处理的费用，成效显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤矿井下利用废弃采空区进行矿井污水过滤技术，具体为采空区过滤水系统。
背景技术
煤炭的生产过程中不可避免地大量排放矿井水。随着煤炭工业开采技术的不断发展，矿井水的排放量还将不断增多。长期以来,矿井水被当作水害加以预防和治理，大量矿井水直接排放或者提升到地面污水处理厂处理，不仅严重污染了环境也给矿井污水处理带来压力，同时造成了企业用水紧缺。为确保井下的安全生产，必须排出大量的地下涌水。矿井水在汇集、储存和排放过程中受到粉尘、烟尘及机油等物质的污染，如果不处理回用矿井水，不但会造成大量矿井水的流失，还会造成水资源的大量浪费，同时还会对矿区周围的农田及地表水系造成污染。
煤矿井下利用废弃采空区进行矿井污水过滤技术, 具体为在特定煤层地质条件下，所采煤层顶板及其上覆岩层为一定厚度的砂质泥岩、炭质泥岩、泥质砂岩等泥质胶结岩层，全部垮落法处理采空区后，原煤层顶板在回采、分化作用下，在采空区内形成泥质胶结岩石碎屑，形成一个很好的过滤层。根据采空区水压表读数及采空区底板等高线分析将井下各采掘工作面的污水通过一条主管路注人已经废弃的采空区, 污水通过在采空区沉淀、过滤 、 吸附,达到对煤泥水净化作用。净化后的洁净水通过管路流人采空区集水仓，由集水仓进入矿井井下供水系统。本技术可以减少井下自来水使用量，降低水处理的费用，减少中央水仓清理频率，减少反渗透水处理设备的投入。
因此，充分利用地下采掘空间和地层特性设计一种煤矿井下污水自净方法，对缓减井下生产用水紧张的状况，地保证矿井生产的正常进行，具有良好的经济效益、环境效益和社会效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供采空区过滤水系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：采空区过滤水系统，包括综采工作面、第一工作面采空区、第二工作面采空区、第三工作面采空区和第四工作面采空区，所述综采工作面、第一工作面采空区、第二工作面采空区、第三工作面采空区和第四工作面采空区两两相邻，其上覆顶板岩性及厚度类同，综采工作面内部开设有采空区注水巷道，采空区注水巷道的顶端开设有注水口，采空区注水巷道的内部安装有主排水管路，综采工作面与主排水管路贯通连接，主排水管路的另一端端口处与工作面采空区污水过滤区贯通连接，工作面采空区污水过滤区的最低端贯通连接在原第四工作面回风平巷中构筑的回风平巷集水仓的一侧，回风平巷集水仓的另一侧与主水仓的进口贯通连接，主水仓通过管道分别通向地表和井下，主排水管路的一段底部与排水系统临时排水点贯通连接。
优选的，所述上覆顶板为一定厚度的炭质泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩的泥质胶结岩层。
优选的，所述回风平巷集水仓为在原第四工作面回风平巷中构筑密闭墙体且在密闭处设置水头压力监测表。
优选的，所述回风平巷集水仓和采空区注水巷道顶端开设的注水口内均安装有水压表。
优选的，所述注水口高于集水口且高度差为3m以上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该采空区过滤水系统，
1、上覆顶板为一定厚度的炭质泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩的泥质胶结岩层，工作面顺次接替开采，全部垮落法处理采空区后，原煤层顶板在回采、分化作用下，在采空区内形成泥质胶结岩石碎屑，形成一个很好的过滤层，厚度3m以上，以便形成足够厚度的过滤层；
2、在综采工作面布置时掘进一条采空区注水巷道，将井下各采掘工作面的污水和排水系统各个排水点的污水通过一条主排水管路注人已经废弃的工作面采空区过滤区，主排水管路布置在采空区注水巷道内，将井下污水送到工作面采空区过滤区边界，污水通过在工作面采空区过滤区沉淀、过滤 、吸附，缓慢自流到采空区最低点的回风平巷集水仓内，回风平巷集水仓将过滤后的水注入主水仓进入供水系统；
3、采空区注水巷道顶端开设的注水口内安装有水压表用于监测水位，当水压表读数达到预警值时便于及时放水、释放水压；
4、回风平巷集水仓为在原第四工作面回风平巷中构筑密闭墙体，将净化后的水密闭在原第四工作面回风平巷内，在密闭处设置有水头压力监测表用于水头压力监测，为了确保安全以此处的水头压力作为采空区的警戒水位；
这种方法对缓减井下生产用水紧张的状况，保证矿井生产的正常进行，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
附图说明
图1为本实用新型的采空区过滤水系统示意图；
图2为本实用新型的采空区过滤水系统系统图；
图中：1-综采工作面；2-采空区注水巷道；3-上覆顶板；4-第一工作面采空区；5-第二工作面采空区；6-第三工作面采空区；7-第四工作面采空区；8-工作面采空区污水过滤区；9-回风平巷集水仓；10-主排水管路；11-排水系统临时排水点；12-主水仓；13-注水口；14-皮带运输大巷；15-二中回风大巷；16-辅助运输大巷；17-原第四工作面回风平巷。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：
采空区过滤水系统，包括综采工作面1、第一工作面采空区4、第二工作面采空区5、第三工作面采空区6和第四工作面采空区7，综采工作面1、第一工作面采空区4、第二工作面采空区5、第三工作面采空区6和第四工作面采空区7两两相邻，其上覆顶板3岩性及厚度类同，综采工作面1内部开设有采空区注水巷道2，采空区注水巷道2的顶端开设有注水口13，采空区注水巷道2的内部安装有主排水管路10，综采工作面1与主排水管路10贯通连接，主排水管路10的另一端端口处与工作面采空区污水过滤区8贯通连接，工作面采空区污水过滤区8的最低端贯通连接在原第四工作面回风平巷17中构筑的回风平巷集水仓9的一侧，回风平巷集水仓9的另一侧与主水仓12的进口贯通连接，主水仓12通过管道分别通向地表和井下，主排水管路10的一段底部与排水系统临时排水点11贯通连接，上覆顶板3为一定厚度的炭质泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩的泥质胶结岩层，回风平巷集水仓9为原第四工作面回风平巷17中构筑密闭的墙体且在密闭处设置水头压力监测表，回风平巷集水仓9和采空区注水巷道2顶端开设的注水口13内均安装有水压表，注水口2高于集水口且高度差为3m以上，也就是采空区有一定的坡度，倾斜度在3-5°，满足水的缓慢自流，若坡度过大则形成主水流通道对净化水极为不利。
工作原理： 工作时，上覆顶板3为一定厚度的炭质泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩的泥质胶结岩层，工作面顺次接替开采，全部垮落法处理采空区后，原煤层顶板在回采、分化作用下，在采空区内形成泥质胶结岩石碎屑，形成一个很好的过滤层，在综采工作面1布置时掘进一条采空区注水巷道2，将井下各采掘工作面的污水和排水系统各个排水点的污水通过一条主排水管路10注人已经废弃的工作面采空区过滤区8， 主排水管路10布置在采空区注水巷道2内，将井下污水送到工作面采空区过滤区8边界，污水通过在工作面采空区过滤区8沉淀、过滤 、吸附，缓慢自流到采空区最低点的回风平巷集水仓9内，回风平巷集水仓9将过滤后的水注入主水仓12进入供水系统，回风平巷集水仓9、采空区注水巷道2顶端开设的注水口13内安装有水压表用于监测水位，当水压表读数达到预警值时便于及时放水、释放水压，回风平巷集水仓9为在原第四工作面回风平巷17中构筑密闭墙体，将净化后的水密闭在原第四工作面回风平巷17内，在密闭处设置有水头压力监测表用于水头压力监测，为了确保安全以此处的水头压力作为采空区的警戒水位。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.采空区过滤水系统，包括综采工作面（1）、第一工作面采空区（4）、第二工作面采空区（5）、第三工作面采空区（6）和第四工作面采空区（7），其特征在于：所述综采工作面（1）、第一工作面采空区（4）、第二工作面采空区（5）、第三工作面采空区（6）和第四工作面采空区（7）两两相邻，其上覆顶板（3）岩性及厚度类同，综采工作面（1）内部开设有采空区注水巷道（2），采空区注水巷道（2）的顶端开设有注水口（13），采空区注水巷道（2）的内部安装有主排水管路（10），综采工作面（1）与主排水管路（10）贯通连接，主排水管路（10）的另一端端口处与工作面采空区污水过滤区（8）贯通连接，工作面采空区污水过滤区（8）的最低端贯通连接在原第四工作面回风平巷（17）中构筑的回风平巷集水仓（9）的一侧，回风平巷集水仓（9）的另一侧与主水仓（12）的进口贯通连接，主水仓（12）通过管道分别通向地表和井下，主排水管路（10）的一段底部与排水系统临时排水点（11）贯通连接。
2.根据权利要求1所述的采空区过滤水系统，其特征在于：所述上覆顶板（3）为一定厚度的炭质泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩的泥质胶结岩层。
3.根据权利要求1所述的采空区过滤水系统，其特征在于：所述回风平巷集水仓（9）为原第四工作面回风平巷（17）中构筑密闭的墙体且在密闭处设置水头压力监测表。
4.根据权利要求1所述的采空区过滤水系统，其特征在于：所述回风平巷集水仓（9）和采空区注水巷道（2）顶端开设的注水口（13）内均安装有水压表。
5.根据权利要求1所述的采空区过滤水系统，其特征在于：所述注水口（13）高于集水口且高度差为3m以上。
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| CN111322111A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-23 | 海南矿业股份有限公司 | 一种矿井涌水泥砂沉淀结构 |
| CN113461080A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-01 | 河南理工大学 | 岩溶矿区煤矿井下利用陷落柱净化水资源系统及方法 |
| CN114763286A (zh) * | 2021-01-14 | 2022-07-19 | 神华神东煤炭集团有限责任公司 | 一种矿井水处理系统和矿井水处理方法及其应用 |
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2018
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