CN221195129U - 用于废弃矿井转化利用的辅助结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废弃矿井转化利用技术领域，具体涉及一种用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其基于斜井、立井以及各个巷道，根据各水平层次不同，构建功能不同的区域，通过斜井内的废弃物输送装置输送地下空间建筑时的碎石等废弃物，通过提升装置进行人员和货物输送，通过排水系统排空所构筑的地下空间的污水，在斜井的地面出口设置抽出式通风机，在立井地面出口处设置压入式通风机，以在地下空间内形成负压，实现向下空间的空气流动。本实用新型能够实现该废弃矿井集生活、办公和存物为一体的地下工业园区改造，实现废弃矿井的二次改造利用，减少资源的浪费。

Description

用于废弃矿井转化利用的辅助结构

技术领域

本实用新型属于废弃矿井转化利用领域，具体涉及一种用于废弃矿井转化利用的辅助结构。

背景技术

近年来，我国大量的煤矿矿井关闭，其地下的井筒与巷道被放弃，大量的地下空间资源被浪费，此外，随着工商业的发展，地表土地愈发紧张，急需大规模开发地下空间，而煤矿的井筒与巷道有完整的系统，可进行二次利用。与正在运行的煤矿矿井不同，关闭的矿井可将井巷底封闭，与工作面隔离，瓦斯几乎没有；关闭的矿井也并未受到采动影响，其稳定性和安全性大大提高。

针对性或综合性地对废弃矿井遗留资源进行二次开发，实现废弃矿井资源化和能源化利用，为创建清洁低碳能源背景下资源型城市经济的转型和发展提供了新思路。空间资源和工业资源利用、遗留资源抽采、伴生资源开发等是遗留资源二次开发利用的几个主要方面。由于地下空间资源体量庞大、二次开发利用中的技术难度相对较低、投入成本也相对较少，废弃矿井已经成为二次利用的主要方向之一，建设地下水库和储能电站、以及开发仓储功能和旅游资源等，都是国内外在这方面做出的研究与实践。根据存储物资类别，开发仓储功能通常分为开发地下油气库、地下物资库等，大宗商品和战略性物资都可以储存于其内。“绿色仓库”具有低成本、低能耗、可持续发展等特点，依托地下储备资源建造“绿色仓库”，可以有效健全国家储备体系、提升储备效能。废弃矿井地下资源重复利用建设的仓储机构可实现节约土地、改善生态环境、降低基础设施建设投资等，而且还具有相对恒温和恒湿、不易受外界影响、管理成本支出少等特点。仓储机构选择合适的地址可以帮助企业降低成本，还可以优化社会经济系统和提高总体效益。但重复利用不是简单盲目，有很多受限因素，如矿井空间位置条件、区域的经营情况、井内情况以及二次开发的成本等，当矿井满足二次开发标准时再进行重复利用，以使其在社会经济生态环境中创造最大的收益。因此，期望提出一种用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其能够充分利用废弃矿井的井巷，避免地下空间资源的浪费，减少工商业对地表农业土地的侵占。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提出一种用于废弃矿井转化利用的辅助结构，在原有的井筒和巷道的基础上，设置皮带输送装置、提升装置、根据水平层次不同，构建集不同功能区域为一体的地下工业园区。同时在井筒原有的基础上改进提升系统、供水系统、排水系统、供电系统、通讯系统，并利用原有的通风系统与各区域的空调设备构建新的通风与空气调节系统。其中，第一水平层作为生活区域，可用来人员的睡觉休息、饮食、健身等；第二水平层作为办公区域，可用来人员日常办公等；第三水平层作为储存区域，用来储存货物。斜井用于回风，立井用于进风。在各个区域安装空调设备，构建新的通风和空气调节系统。优选地，还可以由斜井供水，通过管道将水运至各个区域，并在最底端安装排水设施。

本实用新型的技术方案如下所示：

一种用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其包括斜井、立井、第一水平层、第二水平层、第三水平层、废弃物输送装置、提升装置、通风系统，自上而下分为第一水平层、第二水平层、第三水平层，第一水平层为生活区域，第二水平层为办公区域，第三水平层为储存区域；废弃物输送装置设置在斜井内，通过废弃物输送装置输送废弃矿井井下改造过程中的废弃物；立井内设置提升装置；通风系统包括通风机、风门；通风机包括抽出式通风机和压入式通风机，在斜井的地面出口处设置抽出式通风机，在立井的地面出口处设置压入式通风机，通风机设置在斜井的地面出口处，在运输巷道、辅运巷道以及回风巷道设置风门，打开风门后，抽出式通风机和压入式通风机在地下空间内形成负压，新鲜风流从立井进入分别进入第一水平层、第二水平层和第三水平层，汇聚到回风巷道再从斜井排出。

优选地，所述废弃物输送装置包括皮带轨道、皮带、电机、主动轮、被动轮以及支撑架；皮带安装至主动轮和被动轮，电机的输出轴与主动轮相连；电机转动驱动主动轮转动，从而带动皮带运动。

优选地，在斜井的内侧壁上设置皮带轨道。

优选地，立井包括第一立井和第二立井，在第一立井和第二立井内均设置有提升装置。

优选地，所述提升装置包括导向轮固定架、罐笼、提升电机、拉索、导向轮及卷筒；拉索的两端分别连接罐笼和卷筒，罐笼位于立井内，拉索的第一端卷绕至卷筒，拉索的第二端连接至罐笼的顶部，卷筒的转轴与提升电机的输出轴相连。

优选地，在立井内侧壁设置滑动轨道，罐笼的外侧设置凹槽，滑动轨道位于凹槽内，凹槽与滑动轨道配合，以便增加罐笼在运动过程中稳定性，减少晃动。

优选地，排水系统包括排水管、排水槽、污水收集池，在运输巷道、辅运巷道以及回风巷道内分别设置排水槽，排水槽内设置排水管，排水管连通至污水收集池。

优选地，在第一水平层、第二水平层、第三水平层均设置水平运输机构。

优选地，空调设置在第一水平层、第二水平层、第三水平层内部需要的位置。

优选地，本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其还包括电源装置；废弃物输送装置、提升装置、排水系统、通风系统均与电源装置进行连接，以便通过电源装置进行供电。

有益效果：本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其能够充分利用废弃矿井的地下空间资源，例如，矿井井巷空间，将原有的设施进行改建或者重建。相比重新修建地下建筑，能够节约大量的建设成本和人力资源，并缓解土地压力。基于埋深深度将大巷分为三个水平，自上而下分别用来生活、办公和储存。更进一步地，采用本实用新型的结构，矿井内部结构改造完成后，还可以将斜井作为车道，人员可驾车开至井下，通过井底车场转至不同的水平。井底车场也可用来停车，三个层次的水平层分别是生活区域、办公区域和储存区域。在井口建筑机房，各区域装有空调装备，构成完整的通风和空气调节系统。当斜井用来车辆运输，可将三个水平与地面连接。井底车场用来作为交通枢纽，用来连接斜井与三个水平，并用做停车场。

附图说明

图1是根据本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构的结构示意图。

图2A是根据本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构的排水系统的排水管所处位置的第一示意图。

图2B是根据本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构中排水系统的排水管所处位置的第二示意图。

图2C是根据本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构中排水系统的排水管所处位置的第三示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，下面结合具体实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步阐释说明。

根据本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其在斜井1、立井、第一水平层4、第二水平层5和第三水平层6，其中立井分为第一立井2和第二立井3，如图1至图2C所示。更为具体地，根据本实用新型的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其包括废弃物输送装置、提升装置、排水系统、通风系统、电源装置。上述各装置和系统均与电源装置进行连接，以便通过电源装置进行供电。优选地，电源装置为220V。

所述废弃物输送装置，其配置用于输送废弃矿井井下改造过程中的废弃物，例如，扩展井下空间时新产生的碎石等。废弃物输送装置设置在斜井内。同时，斜井配置用于回风。通过第一立井和第二立井运料、运人以及井下进风。

所述废弃物输送装置包括皮带轨道、皮带、电机、主动轮、被动轮以及支撑架。皮带安装至主动轮和被动轮，电机的输出轴与主动轮相连，例如，通过联轴器进行连接。电机转动驱动主动轮转动，从而带动皮带运动。电机设置在斜井的出口处，电机与电源装置连接。

在斜井的内侧壁上设置皮带轨道。

优选地，该皮带轨道的数量为一条。

主动轮与被动轮分别可转动地固定至皮带轨道的两端。

更进一步地，在皮带轨道的两端设置轮支架，所述轮支架包括主动轮支撑架和被动轮支撑架。通过主动轮支撑架对主动轮的主动轴进行转动支撑，主动轮的主动轴的两端分别安装至主动轮支撑架两侧的安装孔内。在该安装孔处设置转动轴承，主动轴伸入该转动轴承中。

通过被动轮支撑架对被动轮的被动转轴进行转动支撑，被动转轴的两端分别安装至被动轮支撑架两侧的安装孔内；同样地，在该安装孔内设置转动轴承。

轨道的第一端为轨道靠近斜井地面出口处的一端。

轨道的第二端为位于斜井下的一端。

优选地，电机可以设置在地面上。电机通过电机座固定至地面。或者，电机通过电机座固定至主动支撑架。

皮带上设置有防滑条，防滑条在皮带表面等间距均匀设置，其防滑条的高度可根据实际使用需求进行调整。

在皮带轨道的第一端、皮带轨道的第二端、第一水平层与第二水平层连接处、第二水平层与第三水平层连接处分别设置行程开关。优选地，各行程开关设置在皮带轨道外侧。所述行程开关包括启动开关和停止开关。当某一位置需要运输废料时，按下停止开关，使皮带停止；待废料转移至皮带后，按下启动开关，皮带继续运动，将废弃物输送至斜井井口后并进行转移。

各立井内分别设置提升装置，所述提升装置包括导向轮固定架、罐笼、提升电机、拉索、导向轮及卷筒；拉索的两端分别连接罐笼和卷筒，罐笼位于立井内，拉索的第一端卷绕至卷筒，拉索的第二端连接至罐笼的顶部。

导向轮固定架设置在立井的出口，导向轮可转动地固定至导向轮固定架。转筒通过卷筒固定架进行转动支撑，转筒固定架设在各立井出口处。

卷筒的转轴与提升电机的输出轴相连，提升电机转动带动卷筒正向或反向转动，实现罐笼的上升或下降。导向轮还可以分开罐笼与提升电机的间距。

在罐笼上行或下行过程中，拉索位于导向轮的轮槽。

具体地，提升装置行程开关设置罐笼内、立井的出口、第一水平、第二水平以及第三水平，以便从罐笼内以及各水平、地面分别控制提升装置的动作。所述提升装置行程开关包括启动开关和停止开关。

根据罐笼的运行位置，按下相应的开关，启停罐笼。

更为优选地，在立井内侧壁设置滑动轨道，罐笼的外侧设置凹槽，滑动轨道位于凹槽内，凹槽与滑动轨道配合，以便增加罐笼在运动过程中稳定性，减少晃动。

排水系统包括排水管8、排水槽、污水收集池以及污水泵。

在运输巷道10，辅运巷道12以及回风巷道11内分别设置排水槽。排水管置于排水槽内，排水槽具有斜度，以便排水管内的污水能够依靠重力流入污水收集池。

污水泵设置地面，通过排水立管连接污水泵。

通风系统包括通风机、风门；通风机设置在斜井的地面出口处，根据需要将空调9设置在第一水平层、第二水平层、第三水平层内部空间需要的位置。根据需要将风门设置在运输巷道10，辅运巷道12以及回风巷道11需要的位置。风门的开启可根据实际需求进行调整。

通过空调装置调节矿井内部各水平层的温度，空调将气体排除至过道内，通过通风系统流出。

通风机保持常开状态，优选地，所述通风机的数量至少为两个，以便当其中一台发生故障时，可以启动备用设备，保证矿井内的正常通风，提升人员安全性。

在斜井地面出口处设置第一通风机，所述第一通风机为抽出式通风机，该抽出式通风机工作时，在矿井内形成负压条件。在通风过程中，通过立井进风，对各个水平供应新鲜风流。根据实际需要，打开矿井内相应位置的风门，新鲜风流通过第一立井2和第二立井3流入各个水平内的相应空间。各水平内的空气流入斜井内。

更为优选地，在立井的进口处设置第二通风机，该第二通风机为压入式通风，以便当上述抽出式通风机功率不能满足使用需求时，进一步辅助进风。

在斜井的地面出口处设置抽出式通风机机房。在立井的地面出口处设置压入式通风机机房。

综上所述，新鲜风流从立井进入，分别进入第一水平层、第二水平层和第三水平层，例如，各个水平层的运输巷道和辅运巷道，然后汇聚到回风巷道再从斜井排出。

优选，在第一水平层、第二水平层、第三水平层均设置水平运输机构，该水平运输机构可以是无轨胶轮车或其他类似物。

更为具体地，所述无轨胶轮车的数量为多个，当其中一辆工作时，其他待机，交替工作和充电。

目前废弃矿井的转化方式以及转化用途较为单一，较多转化为仓储系统，造成井下空间的利用率较低。

采用本实用新型的结构，如图1所示，矿井内部结构改造完成后，还可以将斜井作为车道，人员可驾车开至井下，通过井底车场转至不同的水平。井底车场也可用来停车，三个层次的水平大巷分别是生活区域、办公区域和储存区域。使用压入式通风，由立井进风，斜井回风，在井口建筑机房，各区域装有空调装备，构成完整的通风和空气调节系统。

本实用新型中依据的地质背景为北京市大台煤矿，该煤矿有三个水平分别距地面标高-110m、-210m、-310m。为了提高井下空间的利用率，实际操作的过程中我们将三个水平均转化为可利用的空间。

根据本实用新型的实施例，每一水平层中包括三条巷道，其中巷道与所在水平标高一致，各巷道之间通过井底车场、立井和斜井相互连接，如图1所示。

优选地，三个水平分别是第一水平层、第二水平层和第三水平层。第一水平层、第二水平层、第三水平层之间通过斜井和立井进行连通。

第一水平层4、第二水平层5、第三水平层6位于所述废弃矿井内，其由原有的开拓大巷所划分。井底车场、斜井和立井位于所述废弃矿井内，其为原有废弃矿井所划分。优选地，自上而下，对斜井、井底车场、巷道施工，逐步建成生活区域、办公区域、储存场所的一体化地下建筑。生活区域通过第三水平层转化而来，办公区域通过第二水平层转化而来，储存场所通过第三水平层转化而来。优选地，生活区域、办公区域和储存场所均位于水平层内部。工作面的回采巷道均采用密闭墙封闭，避免有瓦斯进入。优选地，斜井将地面与第一水平层4相连接。通过斜井连接第二水平层5的井底车场和第三水平层6的井底车场。优选地，井底车场作为交通枢纽，用来连接斜井与三个水平层，并用做停车场。

优选地，所述第一立井用于人员、货物的运输，第二立井用于井下通风。

优选地，每一水平内的三条巷道中运输巷道10和辅运巷道12作为转化空间，回风巷道11用做通风以及运输通道。

生活区域位于第一水平层的运输巷道10和辅运巷道12，将运输巷道和辅运巷道隔断处理为宽度为4.6m*5m的房间，各房间具体可根据实际需要改造成餐厅、健身房以及宿舍13等生活空间，且留设1m的过道7用于人员流动。办公区域位于第二水平层的运输巷道10和辅运巷道12，将隔断处理为宽度为4.6m*10m的房间，其房间具体改造成办公室14以及会议室等办公空间，留设1m的过道用于人员流动。储存场所位于第三水平层的运输巷道10和辅运巷道12，将第三水平层的运输巷道10和辅运巷道12隔断处理为宽度为4.6m*15m的库房或仓库15，留设1m的过道用于人员流动，如图2所示。库房可根据存储物品的类型具体划分为干燥储存室、冷冻室以及高温室等。

优选地，所述斜井1内还设置供水管道、供电管道和通讯管道进行供水、供电和通讯。更为具体地，在各巷道底部布置排水结构。

详细的通风系统如下所述，新鲜风流从立井进入，分别进入第一水平层、第二水平层和第三水平层运输巷道和辅运巷道，然后汇聚到回风巷道再从斜井排出。

优选地，在第一水平层、第二水平层、第三水平层内均设置水平运输，水平运输方式可采用无轨胶轮车。更为具体地，所述无轨胶轮车的数量为多个，当其中一辆工作时，其他待机，交替工作和充电。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，其包括斜井、立井、第一水平层、第二水平层、第三水平层、废弃物输送装置、提升装置、通风系统，自上而下分为第一水平层、第二水平层、第三水平层，第一水平层为生活区域，第二水平层为办公区域，第三水平层为储存区域；废弃物输送装置设置在斜井内，通过废弃物输送装置输送废弃矿井井下改造过程中的废弃物；立井内设置提升装置；通风系统包括通风机、风门；通风机包括抽出式通风机和压入式通风机，在斜井的地面出口处设置抽出式通风机，在立井的地面出口处设置压入式通风机，通风机设置在斜井的地面出口处，在运输巷道、辅运巷道以及回风巷道设置风门，打开风门后，抽出式通风机和压入式通风机在地下空间内形成负压，新鲜风流从立井进入分别进入第一水平层、第二水平层和第三水平层，汇聚到回风巷道再从斜井排出。

2.如权利要求1所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，所述废弃物输送装置包括皮带轨道、皮带、电机、主动轮、被动轮以及支撑架；皮带安装至主动轮和被动轮，电机的输出轴与主动轮相连；电机转动驱动主动轮转动，从而带动皮带运动。

3.如权利要求2所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，在斜井的内侧壁上设置皮带轨道。

4.如权利要求3所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，立井包括第一立井和第二立井，在第一立井和第二立井内均设置有提升装置。

5.如权利要求4所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，所述提升装置包括导向轮固定架、罐笼、提升电机、拉索、导向轮及卷筒；拉索的两端分别连接罐笼和卷筒，罐笼位于立井内，拉索的第一端卷绕至卷筒，拉索的第二端连接至罐笼的顶部，卷筒的转轴与提升电机的输出轴相连。

6.如权利要求5所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，在立井内侧壁设置滑动轨道，罐笼的外侧设置凹槽，滑动轨道位于凹槽内，凹槽与滑动轨道配合，以便增加罐笼在运动过程中稳定性，减少晃动。

7.如权利要求6所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，排水系统包括排水管、排水槽、污水收集池，在运输巷道、辅运巷道以及回风巷道内分别设置排水槽，排水槽内设置排水管，排水管连通至污水收集池。

8.如权利要求7所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，在第一水平层、第二水平层、第三水平层均设置水平运输机构。

9.如权利要求8所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，空调设置在第一水平层、第二水平层、第三水平层内部需要的位置。

10.如权利要求9所述的用于废弃矿井转化利用的辅助结构，其特征在于，其还包括电源装置；废弃物输送装置、提升装置、排水系统、通风系统均与电源装置进行连接，以便通过电源装置进行供电。