煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法技术方案

本发明专利技术提供一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法，包括如下步骤：根据采煤机采煤过程中对采煤机所处位置的气压检测结果和坐标数据，确定煤矿地下水库库底标高的最低点；在与最低点处对应的位置钻孔并在钻孔内设置地下水通道，地下水通道从地表向下延伸至地下水水位线以下；设置灌溉主管路，灌溉主管路包括设置于地下水通道内部的提升段以及位于地表冻土层下侧土层内的灌溉段；在地下水通道内部下侧设置水提升装置，水提升装置的输出端与灌溉主管路连通，水提升装置在系统控制器的控制下将地下水通道内的水输送至灌溉主管路，地下水经由提升段和灌溉段后对地表进行灌溉。上述方案能够实现以水流最低点作为取水点，以得到最大灌溉水量。

Construction Method of Intelligent Direct Drainage Ecological Irrigation System for Coal Mine Groundwater Reservoir

The invention provides a construction method of an intelligent direct drainage ecological irrigation system for mine water of a coal mine underground reservoir, which includes the following steps: determining the lowest elevation point of the bottom of a coal mine underground reservoir according to the results of pressure detection and coordinate data of the location of the shearer during the coal mining process; drilling holes at the corresponding location of the lowest point and setting underground water passages in boreholes, and groundwater. The channel extends downward from the surface to below the groundwater level line; an irrigation main road is set up, which includes the lifting section inside the groundwater channel and the irrigation section in the soil layer below the surface permafrost layer; a water lifting device is set up on the inner and lower side of the groundwater channel; the output terminal of the water lifting device is connected with the irrigation main road, and the water lifting device is controlled by the system controller. Under the system, the water in the groundwater channel is transported to the irrigation main road, and groundwater is irrigated on the surface through the lifting section and irrigation section. The above scheme can take the lowest point of water flow as the water intake point to obtain the maximum irrigation water.

【技术实现步骤摘要】
煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法
本专利技术属于矿井水利用领域，具体涉及一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法。
技术介绍
煤矿地下水库是利用工作面煤层开采后的采空区冒落岩体的裂隙、空隙等对矿井水进行储存，并利用采空区冒落的岩体实现对矿井水的过滤、沉淀、吸附、离子交换等自净化处理。由于煤矿地下水库周边一般均为已经回采坍塌的工作面采空区或边界煤柱，人员不能进入地下水库进行施工，且根据水流的自重原理，地下水库库底标高的最低点为最优的取水点，但传统地下水库的取水点一般为水库的边界位置，难以实现最优的取水。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中的上述问题进而提出了一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法。为此，本专利技术提供一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法，包括如下步骤：根据采煤机采煤过程中对采煤机所处位置的气压检测结果和坐标数据，确定煤矿地下水库库底标高的最低点；在与最低点处对应的位置钻孔并在钻孔内设置地下水通道，所述地下水通道从地表向下延伸至地下水水位线以下；设置灌溉主管路，所述灌溉主管路包括设置于所述地下水通道内部的提升段以及位于地表冻土层下侧土层内的灌溉段；在所述地下水通道内部下侧设置水提升装置，所述水提升装置的输出端与所述灌溉主管路连通，所述水提升装置在系统控制器的控制下将所述地下水通道内的水输送至所述灌溉主管路，地下水经由所述提升段和所述灌溉段后对地表进行灌溉。可选地，上述的施工方法中，在与最低点处对应的位置钻孔并在钻孔内设置地下水通道，所述地下水通道从地表向下延伸至地下水水位线以下的步骤中包括：在所述钻孔内设置地下水通道主管，在所述地下水通道主管内设置套管，所述套管的延伸深度与所述地下水通道主管的延伸深度相等。可选地，上述的施工方法中，还包括如下步骤：在所述地下水通道内部下侧设置水净化装置，所述水净化装置的外壁在系统控制器的控制下可沿所述地下水通道径向方向伸缩；所述水净化装置伸张后贴靠于所述套管的内壁上，对进入所述地下水通道的地下水进行净化处理。可选地，上述的施工方法中，所述水净化装置包括若干个净化反应壁和水净化装置回收装置；若干个所述净化反应壁拼接形成的环形的外壁作为所述水净化装置的外壁；所述水净化装置回收装置用于将所述净化反应壁伸张以贴靠于所述套管的内壁上或收缩至所述套管内部。可选地，上述的施工方法中，还包括如下步骤：在所述水净化装置和所述灌溉主管路之间设置水质监测装置；所述水质监测装置对所述水净化装置输出的水进行监测并将检测结果传输至系统控制器。可选地，上述的施工方法中，还包括如下步骤：在所述地下水通道顶部开口的外部设置第一提升装置和第二提升装置；所述第一提升装置用于将所述水提升装置提升至地面或者下放至地下水通道内部下侧；所述第二提升装置用于将收缩后的所述水净化装置提升至地面或者下放至地下水通道内部下侧；其中，提升过程时所述第一提升装置先于所述第二提升装置，下放过程时，所述第二提升装置先于所述第一提升装置。可选地，上述的施工方法中，设置灌溉主管路，所述灌溉主管路包括设置于所述地下水通道内部的提升段以及位于地表冻土层下侧土层内的灌溉段的步骤中：沿地表水平方向设置所述灌溉段，在所述灌溉段上垂直设置多个灌溉分支管路，所述灌溉分支管路上设有开关阀。本专利技术还提供一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉设备，包括控制器和采用以上所述煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法施工得到的煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统。可选地，上述的煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统中，其中的水净化装置回收装置包括位于若干净化反应壁中部的伸缩装置和若干连接臂；所述伸缩装置包括固定部以及伸缩部；所述伸缩部在所述控制器的控制下伸展或收缩；每一所述连接臂的一端与所述净化反应壁铰接；其中部分所述连接臂的另一端与所述伸缩部铰接，其余所述连接臂的另一端与所述固定部铰接。可选地，上述的煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统中，若干所述连接臂间隔地与所述伸缩部和所述固定部铰接。本专利技术还提供一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的控制方法，包括如下步骤：响应于灌溉需求信号，控制器输出灌溉开启信号；水提升装置接收到所述灌溉开启信号后开启，将地下水通道内的水输送至灌溉主管路。可选地，上述的煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的控制方法中，其特征在于，还包括如下步骤：所述控制器接收水质监测装置的检测信号，若所述检测信号表示地下水通道内的地下水水质不能满足地表生态灌溉要求时，所述控制器发出停机信号；所述水提升装置接收到所述停机信号后关闭，且控制水净化装置回收装置的外壁收缩；利用第一提升装置将水提升装置提升至地面之后利用第二提升装置将收缩后的水净化装置提升至地面；更换水净化装置后利用第二提升装置将收缩后的水净化装置下放至地下水通道内部下侧，且控制水净化装置回收装置的外壁伸张后贴靠于套管的内壁；利用第一提升装置将水提升装置下放至地下水通道内部下侧，之后控制器输出灌溉开启信号。本专利技术提供的上述技术方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：本专利技术提供的煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法，根据采煤机采煤过程中对采煤机所处位置的气压检测结果和坐标数据，确定煤矿地下水库库底标高的最低点；在采煤机的机身上设计智能高精度气压监测计，可以自动监测、记录采煤机割煤过程中大气压的变化，根据记录的气压值可以计算采煤机截割煤层底板的相对标高；对照气压值的记录时间与采煤机截割煤层具体坐标值的记录时间，可以得出采煤机截割煤层底板的水平坐标值。根据煤层底板的相对标高与水平坐标值，可以得出采煤机截割煤层底板的三维坐标曲线，即煤矿地下水库的库底标高坐标曲线。根据得出的煤矿地下水库库底标高坐标曲线，分析煤矿地下水库库底标高的变化规律，以库底标高最低点为地下水库最佳取水点的判据，确定地下水库最佳矿井水取水位置，即为水源最多的点。附图说明下面将通过附图详细描述本专利技术中优选实施例，将有助于理解本专利技术的目的和优点，其中:图1为本专利技术一个实施例所述煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法的流程图；图2为本专利技术一个实施例所述煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的一种具体实施方式的结构示意图；图3为本专利技术一个实施例所述煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的局部放大示意图；图4为本专利技术一个实施例所述水净化装置正常工作状态示意图；图5为本专利技术一个实施例所述水净化装置收缩变形后状态示意图；图6为本专利技术一个实施例所述水净化回收装置的结构示意图；图7为本专利技术一个实施例所述煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的控制方法的流程图；图8为本专利技术另一个实施例所述煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的控制方法的流程图；其中，上述附图中各附图标记所代表的含义为：1-地下水通道；2-套管；3-水净化装置；4-水提升装置；5-水质监测装置；6-水净化装置回收装置；7-第一提升装置；8-第二提升装置；9-灌溉主管路；10-灌溉分支管路；11-净化反应壁；12、13-连接臂；14-伸缩装置；141-固定部；142-伸缩部；15-开关阀。具体实施方式下面将结合附图进一步说明本专利技术实施例。在本专利技术的描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：根据采煤机采煤过程中对采煤机所处位置的气压检测结果和坐标数据，确定煤矿地下水库库底标高的最低点；在与最低点处对应的位置钻孔并在钻孔内设置地下水通道，所述地下水通道从地表向下延伸至地下水水位线以下；设置灌溉主管路，所述灌溉主管路包括设置于所述地下水通道内部的提升段以及位于地表冻土层下侧土层内的灌溉段；在所述地下水通道内部下侧设置水提升装置，所述水提升装置的输出端与所述灌溉主管路连通，所述水提升装置在系统控制器的控制下将所述地下水通道内的水输送至所述灌溉主管路，地下水经由所述提升段和所述灌溉段后对地表进行灌溉。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：根据采煤机采煤过程中对采煤机所处位置的气压检测结果和坐标数据，确定煤矿地下水库库底标高的最低点；在与最低点处对应的位置钻孔并在钻孔内设置地下水通道，所述地下水通道从地表向下延伸至地下水水位线以下；设置灌溉主管路，所述灌溉主管路包括设置于所述地下水通道内部的提升段以及位于地表冻土层下侧土层内的灌溉段；在所述地下水通道内部下侧设置水提升装置，所述水提升装置的输出端与所述灌溉主管路连通，所述水提升装置在系统控制器的控制下将所述地下水通道内的水输送至所述灌溉主管路，地下水经由所述提升段和所述灌溉段后对地表进行灌溉。2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在与最低点处对应的位置钻孔并在钻孔内设置地下水通道，所述地下水通道从地表向下延伸至地下水水位线以下的步骤中包括：在所述钻孔内设置地下水通道主管，在所述地下水通道主管内设置套管，所述套管的延伸深度与所述地下水通道主管的延伸深度相等。3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：在所述地下水通道内部下侧设置水净化装置，所述水净化装置的外壁在系统控制器的控制下可沿所述地下水通道径向方向伸缩；所述水净化装置伸张后贴靠于所述套管的内壁上，对进入所述地下水通道的地下水进行净化处理。4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：所述水净化装置包括若干个净化反应壁和水净化装置回收装置；若干个所述净化反应壁拼接形成的环形的外壁作为所述水净化装置的外壁；所述水净化装置回收装置用于将所述净化反应壁伸张以贴靠于所述套管的内壁上或收缩至所述套管内部。5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：在所述水净化装置和所述灌溉主管路之间设置水质监测装置；所述水质监测装置对所述水净化装置输出的水进行监测并将检测结果传输至系统控制器。6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，还包括如下步骤：在所述地下水通道顶部开口的外部设置第一提升装置和第二提升装置；所述第一提升装置用于将所述水提升装置提升至地面或者下放至地下水通道内部下侧；所述第二提升装置用于将收缩后的所述水净化装置提升至地面或者下放至地下水通道内部下侧；其中，提升过程时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全生，王义，庞义辉，方杰，曹志国，王一淑，李强，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，神华神东煤炭集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11