CN213039320U - 采空区疏放水保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种采空区疏放水保护装置，包括水箱、水泵、进水管和排水管，所述水箱上还安装有放气阀和水位检测控制器；所述进水管的进水端用于连接所述疏放水钻孔，出水端和所述水箱连通，所述排水管的进水端和所述水箱连通，出水端连接所述水泵，并且所述进水管的出水端的高度高于所述排水管的进水端的高度；所述放气阀的安装高度高于所述进水管的出水端，所述水位检测控制器与所述水泵电连接。本申请通过检测水箱中水位的水位检测控制器控制水泵的启停，能够有效防止采空区中有害气体被抽取，提高疏放水的安全性。

Description

采空区疏放水保护装置

技术领域

本申请涉及采空区疏放水技术领域，尤其涉及一种采空区疏放水保护装置。

背景技术

对于采空区疏放水工作，同矿层开采时，因矿层的倾角较小，采空区积水水位标高较低，压力小，疏放水管径较小，水流速度慢，则会使得放水周期很长；然而，如果使用水泵通过疏放水钻孔直接吸取采空区积水，水泵的负压作用会增加排水量，缩短放水周期，但当采空区水位降低至低于疏放水钻孔时，采空区内有害气体会被吸出，严重时会造成瓦斯爆炸、有害气体超限或氧气浓度低等安全事故。因此，需要提供一种防止采空区中有害气体被吸出的采空区疏放水保护装置。

实用新型内容

本申请的目的在于克服现有技术中水泵抽取采空区积水存在安全隐患的不足，提供一种防止采空区中有害气体被吸出的采空区疏放水保护装置。

本申请的技术方案提供一种采空区疏放水保护装置，包括水箱、水泵、进水管和排水管，所述水箱上还安装有放气阀和水位检测控制器；

所述进水管的进水端用于连接所述疏放水钻孔，出水端和所述水箱连通，所述排水管的进水端和所述水箱连通，出水端连接所述水泵，并且所述进水管的出水端的高度高于所述排水管的进水端的高度；

所述放气阀的安装高度高于所述进水管的出水端，所述水位检测控制器与所述水泵电连接。

进一步地，所述水位检测控制器为设置有浮球的浮球开关，所述浮球开关与所述水泵电连接；

所述浮球漂浮在水面时，所述浮球开关闭合，接通所述水泵的电源，所述浮球悬吊时，所述浮球开关断开，断开所述水泵的电源。

进一步地，所述进水管的进水端伸出所述水箱外，所述进水管的出水端伸入所述水箱内，并且所述进水管的进水端的高度低于所述进水管的出水端的高度。

进一步地，所述排水管的进水端伸入所述水箱内，所述排水管的出水端伸出所述水箱外，并且所述排水管的进水端的高度低于所述排水管的出水端的高度。

进一步地，所述进水管的出水端与所述水箱的顶板的垂直距离大于或等于所述进水管的直径的1.2倍；

所述排水管的进水端与所述水箱的底板的垂直距离大于或等于所述排水管的直径的1.2倍。

进一步地，所述放气阀安装在所述水箱的顶板上。

进一步地，所述水箱内安装有过滤矸石的滤矸网，所述滤矸网将所述水箱分隔为第一空间和第二空间，所述进水管与所述第一空间连通，所述排水管与所述第二空间连通。

进一步地，所述水箱的底板上开设有与所述第一空间连通的放矸口，所述放矸口上安装有放矸闸阀。

进一步地，所述采空区疏放水保护装置还包括支架，所述支架支撑在所述水箱的下方。

进一步地，所述进水管的直径大于或等于所述排水管的直径。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本申请设置可密封的水箱，排水前将放气阀打开，采空区积水在水压的作用下从疏放水钻孔流经进水管进入水箱中，将水箱中的空气从放气阀中排出后关闭放气阀，使水箱密封，采空区积水则在水泵的抽取下经过水箱流出，由于进水管的出水端的高度高于排水管的进水端的高度，当采空区水位下降到疏放水钻孔以下时，则回从采空区抽取气体进入水箱中，使水箱的水位下降，因此，通过检测水箱中水位的水位检测控制器控制水泵的启停，能够有效防止采空区中有害气体被抽取，提高疏放水的安全性。

附图说明

参见附图，本申请的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1是本申请一实施例中采空区疏放水保护装置的正视图；

图2是本申请一实施例中采空区疏放水保护装置的侧视图；

图3是本申请一实施例中采空区疏放水保护装置的俯视图；

图4是本申请一实施例中水位检测控制器的控制电路原理图。

附图标记对照表：

水箱01、第一空间11、第二空间12、放矸口13、放矸闸阀14、进水管02、排水管03、放气阀04、水位检测控制器05、浮球51、信号线52、水泵06、水泵控制开关61、滤矸网07、支架08。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。

容易理解，根据本申请的技术方案，在不变更本申请实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明，而不应当视为本申请的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。

本申请实施例的采空区疏放水保护装置，如图1-3所示，包括水箱 01、水泵06(图1-3未示出)、进水管02和排水管03，水箱01上还安装有放气阀04和水位检测控制器05；

进水管02的进水端用于连接疏放水钻孔，出水端和水箱01连通，排水管03的进水端和水箱01连通，出水端连接水泵06，并且进水管02 的出水端的高度高于排水管03的进水端的高度；

放气阀04的安装高度高于进水管02的出水端，水位检测控制器05 与水泵06电连接。

具体的，采空区疏放水保护装置在使用时，首先将进水管02的进水端通过管道或直接与采空区的疏放水钻孔连接，排水管03与水泵06的入水口连接，之后打开水箱01上的放气阀04。

采空区中的积水在自身压力下注入到水箱01中，水箱01中水位逐渐上升，将水箱01中的空气从放气阀04中排出，直至水箱01中的水位上升至设定高度，关闭放气阀04，将水箱01密封，此时水箱01相当于连接才采空区和水泵06的管道，启动水泵06将采空区的积水经过进水管02、水箱01和排水管03后从水泵06的出水口排出。

放气阀04优选安装在水箱01的顶板上，以保证水箱01中的空气能够快速排出，且积水不易溢出。

当采空区中积水的水位下降到疏放水钻孔以下，此时在水泵06的抽取下，会向水箱01中抽入采空区的有害气体，由于进水管02的出水端的高度高于排水管03的进水端的高度，有害气体进入水箱01后，使得水箱01中的水位下降，因此，通过水位检测控制器05检测水箱01的水位，能够判断采空区中积水的水位是否下降至疏放水钻孔的下方。水位检测控制器05与水泵06电连接，当水位检测控制器05检测到水箱水位下降至设定水位以下时，控制水泵06停止工作，避免将采空区的有害气体抽出。

较佳地，进水管02的直径r1大于或等于排水管03的直径r2，使得排水更加顺畅。

在其中一个实施例中，如图1所示，水位检测控制器05为设置有浮球51的浮球开关，浮球开关与水泵06电连接；

浮球51漂浮在水面时，浮球开关闭合，接通水泵06的电源，浮球 51悬吊时，浮球开关断开，断开水泵06的电源。

具体的，浮球51通过信号线52悬吊在水箱01的顶板，信号线52 的强度足以满足悬挂浮球的重力和抗击水的冲击力，当水箱01中水位高于或等于浮球51的高度时，浮球51能够漂浮水面上，此时信号线52不承受浮球的重力，当水箱01中水位下降到低于浮球51悬吊的高度时，浮球51的重力拉直信号线52，信号线52承受浮球51的重力，使浮球 52悬吊在水箱中。

本申请实施例中，浮球开关给水泵06的水泵控制开关发送控制信号。当浮球处于漂浮状态，信号线不承受浮球重力时，浮球开关向控制开关发送常闭控制信号，当浮球处于悬吊状态，信号线被拉直时，浮球开关箱控制开关发送常开控制信号。

如图4所示，浮球开关处于漂浮状态时，给水泵控制开关61的弱电控制回路发出吸合控制信号，接触器KM1吸合；接触器KM1吸合后给接触器KM2供电，KM2得电吸合；接触器KM2吸合后实现水泵06的供电回路接通，水泵06得电运行。浮球开关处于悬吊状态时，信号线52提供常开控制信号，给水泵控制开关61的弱电控制回路发出断开控制信号，接触器KM1断开；接触器KM1断开后使接触器KM2失电，KM2 失电断开；接触器KM2断开后实现水泵06的供电回路断开，水泵06停止运行。

本申请实施例中通过浮球开关进行水位检测，反应灵敏，电路结构简单，只需通过继电器进行控制，实现了浮球开关的弱电控制，水泵的强电控制。

在其中一个实施例中，如图1所示，进水管02的进水端伸出水箱01 外，进水管02的出水端伸入水箱01内，并且进水管02的进水端的高度低于进水管02的出水端的高度。

进水管02的进水端用于连接疏放水钻孔，进水管02采用L型管道，其进水端的高度低于进水管02的出水端的高度，使水箱01能够放置在高于进水管02的进水端的位置上，方便水箱01的布置。

较佳地，进水管02的出水端与水箱01的顶板的垂直距离h1大于或等于进水管02的直径r1的1.2倍，保证水箱01的上部空间，满足抽水的压力需求。

在其中一个实施例中，如图1所示，排水管03的进水端伸入水箱01 内，排水管03的出水端伸出水箱01外，并且排水管03的进水端的高度低于排水管03的出水端的高度。

排水管03的出水端用于连接水泵06，排水管03采用L型管道，其进水端的高度低于出水端的高度，使得水泵06能够放置在高于排水管03 的进水端的位置上，方便水泵06的布置。

较佳地，排水管03的进水端与水箱01的底板的垂直距离h2大于或等于排水管03的直径r2的1.2倍，保证水箱02的下部空间，满足抽水的压力需求。

在其中一个实施例中，如图1所示，水箱01内安装有过滤矸石的滤矸网07，滤矸网07将水箱01分隔为第一空间11和第二空间12，进水管02与第一空间11连通，排水管03与第二空间12连通。

滤矸网07沿水箱01的高度设置，将水箱01分隔为左右两侧的第一空间11和第二空间12，如图2所示，滤矸网07上均匀布置有滤孔，采空区内的积水从进水管03进入第一空间11中，滤矸网07将积水中的矸石遮挡在第一空间11内，防止矸石进入水泵06造成水泵损坏。滤矸网 07的孔径根据水泵06适应的悬浮物颗粒度设定，滤矸网07的孔径需小于水泵06使用的悬浮物颗粒度，最大程度防止过大的颗粒物通过滤矸网07进入水泵06中。

进一步地，水箱01的底板上开设有与第一空间11连通的放矸口13，放矸口13上安装有放矸闸阀14。

放矸口13用于将被滤矸网07过滤在第一空间11中的矸石排出，为保证矸石能够顺利排出，放矸口13的直径需不小于疏放水钻孔直径的2 倍，防止矸石将放矸口卡堵。放矸闸阀14抽水过程中将放矸口13密封，仅在放矸时打开。

进一步地，如图1所示，采空区疏放水保护装置还包括支架08，支架08支撑在水箱01的下方。支架08将水箱01支撑到一定高度，使水箱01底部的放矸闸板悬空设置，放矸时将矸石从放矸口13排出，从支架08下方时收集清理。

可选的，支架08底部还可以安装滚轮，方便采空区疏放水保护装置的搬运。

本申请的采空区疏放水保护装置，具有如下优点：

1、机械结构及电路原理均较为简单，能够在采空区水位下降到疏放水钻孔以下时及时断开水泵电源，防止有害气体排出；

2、水箱中设置有滤矸网，能够有效滤除采空区积水中的矸石，保护水泵不被损坏；

3、采空区疏放水保护装置能够重复使用，利用率高。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种采空区疏放水保护装置，其特征在于，包括水箱、水泵、进水管和排水管，所述水箱上还安装有放气阀和水位检测控制器；

所述进水管的进水端用于连接所述疏放水钻孔，出水端和所述水箱连通，所述排水管的进水端和所述水箱连通，出水端连接所述水泵，并且所述进水管的出水端的高度高于所述排水管的进水端的高度；

所述放气阀的安装高度高于所述进水管的出水端，所述水位检测控制器与所述水泵电连接。

2.根据权利要求1所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述水位检测控制器为设置有浮球的浮球开关，所述浮球开关与所述水泵电连接；

所述浮球漂浮在水面时，所述浮球开关闭合，接通所述水泵的电源，所述浮球悬吊时，所述浮球开关断开，断开所述水泵的电源。

3.根据权利要求1所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述进水管的进水端伸出所述水箱外，所述进水管的出水端伸入所述水箱内，并且所述进水管的进水端的高度低于所述进水管的出水端的高度。

4.根据权利要求3所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述排水管的进水端伸入所述水箱内，所述排水管的出水端伸出所述水箱外，并且所述排水管的进水端的高度低于所述排水管的出水端的高度。

5.根据权利要求1所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述进水管的出水端与所述水箱的顶板的垂直距离大于或等于所述进水管的直径的1.2倍；

所述排水管的进水端与所述水箱的底板的垂直距离大于或等于所述排水管的直径的1.2倍。

6.根据权利要求1所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述放气阀安装在所述水箱的顶板上。

7.根据权利要求1所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述水箱内安装有过滤矸石的滤矸网，所述滤矸网将所述水箱分隔为第一空间和第二空间，所述进水管与所述第一空间连通，所述排水管与所述第二空间连通。

8.根据权利要求7所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述水箱的底板上开设有与所述第一空间连通的放矸口，所述放矸口上安装有放矸闸阀。

9.根据权利要求8所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述采空区疏放水保护装置还包括支架，所述支架支撑在所述水箱的下方。

10.根据权利要求1所述的采空区疏放水保护装置，其特征在于，所述进水管的直径大于或等于所述排水管的直径。

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