一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统及排水方法，特别适用于大型矿山大涌水量水灾害的快速排水救援。该系统由扬水管(4)、临时水闸墙(7)、逆止阀(8)、潜水泵(9)、吸水罩(10)、小托车(11)、潜水电机(12)、吸水网罩(13)及水位监测系统(14)组成，通过将潜水电机(12)、潜水泵(9)平卧式安装在吸水罩(10)内，连接吸水网罩(13)、逆止阀(8)和扬水管(4)，然后修筑临时水闸墙(7)，将水源封堵在一定区域内进行排采。本发明专利技术有效地解决了灾害救治与井道开采不能同时进行的难题，尤其是在大型或特大型矿井突发水灾害时，及时通过封闭突水区域进行排水，可以在有效救治灾害的同时保证其他井道的正常开采，同时避免了由于矿井区域性透水而造成整个矿井被淹的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿井水灾害的抢险排水领域，具体涉及一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统及方法，特别适用于大型矿山大涌水量水灾害的快速排水救援。
技术介绍
我国矿山水文地质条件极为复杂，矿井突水事故时有发生。矿井淹没后应当尽快排水复矿，一般根据地质条件采取先堵后排，先排后堵，边排边堵或只排不堵四种模式，对具体复矿模式应进行具体技术经济分析后确定。由于我国矿山资源开采的井型差异大、技术水平参差不齐，对于淹没的斜井开拓矿井及水平巷道的突发水灾害，当其涌水量小于250m3/h时，可以采用卧泵跨步追排水进行复矿，也可以采用小潜水泵群泵追排水复矿。目前国内200KW以下多级潜水泵设计工况均是立式安装运行，作为抢险救灾可以将其卧式安装运行，但其可靠性低，易出故障。对于涌水量小，靠多泵并联来增加可靠性仍可取得排水成功。但对于涌水量大于250m3/h、尤其是当遇到扬程大于200米的斜井时，以往我国的大功率潜水电泵不能水平或倾斜放置使用，难以实现大型矿山斜井或水平巷道突水灾害排水复矿的实际需求。此外，在我国大型矿难的快速救援过程中，为安装施工方便，多采用只排不堵的方式进行抢险排水，这样突水很快会淹没各个开采巷道，导致整个矿井必须全部停工等待突水完全排净以后才能复工进行开采作业，造成极大的经济损失。所以当前急需一种既能够及时救治巷道突水，又能够保证矿井其他巷道正常进行开采作业的抢险排水系统及排水方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统及方法，在封闭矿井中实现迅速救治巷道突水，保证矿井其它巷道进行正常煤炭开采作业。为解决上述问题，本专利技术通过以下技术方案实现：所述的一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统由潜水电机、潜水泵、吸水罩、吸水网罩、水位监测系统、逆止阀、扬水管、小托车和临时水闸墙组成：潜水电机与潜水泵在吸水罩内部平卧连接，并通过吸水罩上的支撑顶丝固定；吸水罩末端装有吸水网罩，底端与小托车相连接，形成可在平巷中径向移动的组合体；潜水泵的出水口通过逆止阀与扬水管相连接，扬水管穿过临时水闸墙通向地面。所述潜水泵选用双吸泵型，具有上吸水口和下吸水口两个吸入口，泵体部分的上叶轮和下叶轮呈对称分布。所述吸水罩下方固定有4台可移动的小托车。在所述平巷中安装水位监测系统，即时监测巷道内水位，以控制系统启停。以上述封闭矿井突水区域的抢险排水系统为基础，本专利技术提供的一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统及方法，包括以下步骤：(1)在矿井突水灾害发生时，第一时间通过井下实地查看和查阅有关图纸资料，分析确定出水位置，抢先将所述排水系统设备运送至矿井突水区域附近的平巷中，并通过修筑水闸墙，将突水灾害的水源封闭在一定区域内进行抽排。(2)将潜水电机与潜水泵相对接，并整体套入吸水罩内，通过吸水罩上的支撑顶丝将潜水泵和潜水电机固定在吸水罩中央，然后整体放置在4台小托车上，装好泵头、逆止阀和扬水管的水平部分；(3)沿轨道通过小托车将整机移动至最佳排水位置，修筑好临时水闸墙将平巷封闭，水闸墙凝固达到要求强度后，沿平巷和立井安装扬水管，延伸至地面；(4)等待封堵水位达到水位检测系统的最低启动位置时，启动潜水电机带动潜水泵运转，将平巷内 的水通过扬水管排送至地面。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供了一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统及方法，当大型或特大型矿井发生突水事故时，将排水系统预先安装在水平巷道中，然后修筑水闸墙，将水源封堵在一定区域内，控制水流继续漫延；当水位达到水位检测仪最低启动位置时，启动潜水电机将平巷内的水通过潜水泵和扬水管排送至地面，为矿井的抢救工作提供了更多的时间，避免事故扩大，并且在有效救治灾害的同时保证了其他井道的正常开采。与以往抢险排水方法对比，采用此排水系统对矿井突水区域进行封闭排水具有以下特征与优势：(1)使用该排水系统及排水方法，将潜水电泵卧式使用，在保证了大功率、大流量、高扬程特点的同时，极大地减少了吊挂设备的安装工程量，降低了系统安装的时间和技术难度；(2)使用该排水系统及排水方法，在突水事故爆发初期就可以通过修筑临时水闸墙来使突水水位达到排采要求，第一时间将突水排出，避免突水灾害进一步扩大；(3)使用该排水系统及排水方法，将矿井突水区域封闭起来进行排水，可以在排水的同时保障其他矿井区域开采的正常进行，将突水灾害所造成的损失降到了最低，并能极大地缩短复矿时间。附图说明图1为封闭矿井突水区域抢险排水系统示意图；图2为封闭矿井突水区域抢险排水系统安装示意图；图中标记为：1-矿工；2-立井；3-立井提升系统；4-扬水管；5-平巷；6-排水系统；7-临时水闸墙；8-逆止阀；9-潜水泵；10-吸水罩；11-小托车；12-潜水电机；13-吸水网罩；14-水位监测系统；15-轨道。具体实施方式以下结合附图1和附图2，对本专利技术的一个实施例作进一步描述：如图1和2所示，一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统6，包括潜水电机12、潜水泵9、吸水罩10、吸水网罩13、水位监测系统14、逆止阀8、扬水管4、小托车11和临时水闸墙7；潜水电机12与潜水泵9在吸水罩10内部平卧连接，并通过吸水罩10上的支撑顶丝固定；吸水罩10末端装有吸水网罩13，底端与小托车11相连接，形成可在平巷5内径向移动的组合体；潜水泵9的出水口通过逆止阀8与扬水管4相连接，扬水管4穿过临时水闸墙7通向地面。所述潜水泵9选用双吸泵型，具有上、下两个吸入口，泵体部分的上叶轮组和下叶轮呈对称分布，潜水泵9工作时，上泵对轴的作用力与下泵对轴的作用力，大小相等方向相反，理论上实现系统的轴向力平衡，另外，系统外加扇形分块止推轴承，平衡由于制造工艺产生的残余轴向力。所述封闭矿井突水区域的抢险排水系统中在平巷安装水位监测系统，即时监测巷道内水位，以控制系统启停。本实施例中一种封闭矿井突水区域的抢险排水方法，当大型或特大型矿井发生突水事故时，将排水系统预先安装在水平巷道中，然后修筑水闸墙，将水源封堵在一定区域内，控制水流继续漫延；当水位达到水位检测仪最低启动位置时，启动潜水电机将平巷内的水通过潜水泵和扬水管排送至地面，为矿井的抢救工作提供了更多的时间，避免事故扩大，并且在有效救治灾害的同时保证了其他井道的正常开采。该排水方法主要包括以下步骤：(1)在矿井突发水灾害时，第一时间通过井下实地查看和查阅有关图纸资料，分析确定出水位置，抢先将所述排水系统6设备运送至矿井突水区域附近的平巷5中，并通过修筑水闸墙，将突水灾害的水源封闭在一定区域内进行抽排。(2)将潜水电机12与潜水泵9相对接，并整体套入吸水罩10内，通过吸水罩10上的支撑顶丝将潜水泵9和潜水电机12固定在吸水罩10中央，然后整体放置在4台小托车11上，装好泵头、逆止阀8和扬水管4的水平部分；(3)沿轨道15通过小托车11将整机移动至最佳排水位置，修筑好临时水闸墙7将平巷5封闭，水闸墙7凝固达到要求强度后，沿平巷5和立井2安装扬水管4，延伸至地面；(4)等待封堵水位达到水位检测系统14的最低启动位置时时，启动潜水电机12带动潜水泵9运转，将平巷5内的水通过扬水管4排送至地面。此外，由于我国矿山水文地质条件极为复杂，开采的井型差异大、技术水平参差不齐，在突水灾害爆发后，需要第一时间根据地质条件对突水区域进行评估分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统（6），包括潜水电机（12）、潜水泵（9）、吸水罩（10）、吸水网罩（13）、水位监测系统（14）、逆止阀（8）、扬水管（4）、小托车（11）和临时水闸墙（7），其特征在于：潜水电机（12）与潜水泵（9）在吸水罩（10）内部平卧连接，并通过吸水罩（10）上的支撑顶丝固定；吸水罩（10）末端装有吸水网罩（13），底端与小托车（11）相连接，形成可在平巷（5）内进行径向移动的组合体；潜水泵（9）的出水口通过逆止阀（8）与扬水管（4）相连接，扬水管（4）穿过临时水闸墙（7）通向地面。

【技术特征摘要】
1.一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统（6），包括潜水电机（12）、潜水泵（9）、吸水罩（10）、吸水网罩（13）、水位监测系统（14）、逆止阀（8）、扬水管（4）、小托车（11）和临时水闸墙（7），其特征在于：潜水电机（12）与潜水泵（9）在吸水罩（10）内部平卧连接，并通过吸水罩（10）上的支撑顶丝固定；吸水罩（10）末端装有吸水网罩（13），底端与小托车（11）相连接，形成可在平巷（5）内进行径向移动的组合体；潜水泵（9）的出水口通过逆止阀（8）与扬水管（4）相连接，扬水管（4）穿过临时水闸墙（7）通向地面。2.如权利要求1所述的一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统（6），其特征在于：所述潜水泵（9）选用双吸泵型，具有上、下两个吸水口，泵体部分的两组对旋水轮呈对称分布。3.如权利要求1所述的一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统（6），其特征在于：所述吸水罩（10）下方固定有4台可移动的小托车（11）。4.如权利要求1所述的一种封闭矿井突水区域的抢险排水系统（6），其特征在于：所述平巷（5）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯立杰，杨武洲，杨郑，孙国亮，张世斌，徐远征，丁学臻，唐晓宾，薛雅娟，张海滨，龙向天，
申请(专利权)人：河南矿山抢险救灾中心，
类型：发明
国别省市：河南;41