CN211038736U - 一种煤矿采空区的排水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿采空区的排水装置；本实用新型包括：排水管(1)、气动截止阀(201)、水箱(3)、管道泵(5)和三通球阀(6)，所述排水管(1)穿过砼墙和井壁工作面联通工作空间和采空区，排水管(1)工作空间一端与水箱进水管(2)进水端连接，水箱进水管(2)出水端与水箱(3)连接；水箱出水管(4)出水端与管道泵(5)进水端连接，水箱出水管(4)进水端与水箱(3)连接；管道泵(5)出水端与三通球阀(6)进水端连接，所述三通球阀(6)的两个出水端分别为生产用水管道汇入端(601)和污水管道汇入端(602)；能够将采空区内的积水经沉降过滤处理后直供井下生产用水需求要。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿设备技术领域，具体是一种煤矿采空区的排水装置。
背景技术
在煤炭开采工程中，人为挖掘或地质运动会造成地下空洞，形成采空区，随着长年累月地表水和地下水的渗透，采空区内会形成积水，这些积水的存在给采煤工作的正常生产造成了极不安全的隐患，一旦资料不清，预防手段不得力，则会造成水患事故发生，通常企业的做法是将采空区内的积水引流至排水通道，再同生产污水一同输送至地上污水处理厂，经净化处理后再由输水管路输送至地下生产用水管路；然而，现在许多煤矿开采企业所面临的问题是，随着采煤工作的推进，采空区不断形成，采空区排水量又不断增大，而地上污水处理厂处理污水能力有限，污水处理超负荷；而实际上，采空区内的积水往往都是净水，地下水和地表水渗透进采空区后，采空区内的矸石具有过滤、吸附净化污水的作用，水流经过滤、沉淀、吸附与离子交换和自生矿物等物理化学作用达到净化效果，因此有些采空区内的净水是可以直接经检验合格后可供井下生产用水需要。
实用新型内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种煤矿采空区的排水装置，能够将采空区内的积水经沉降过滤处理后直供井下生产用水需要。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是包括：排水管、气动截止阀、水箱、管道泵和三通球阀，所述排水管穿过砼墙和井壁工作面联通工作空间和采空区，排水管工作空间一端与水箱进水管进水端连接，水箱进水管出水端与水箱连接；水箱出水管出水端与管道泵进水端连接，水箱出水管进水端与水箱连接；管道泵出水端与三通球阀进水端连接，所述三通球阀的两个出水端分别为生产用水管道汇入端和污水管道汇入端。
进一步的，所述的水箱内部通过颗粒物过滤网将水箱内部分割为沉淀过滤仓和排水仓两个空间，水箱进水管出水端穿过水箱内壁与沉淀过滤仓内部贯通连接，水箱出水管进水端穿过水箱内壁与排水仓内部贯通连接，所述颗粒物过滤网为孔径小于或等于0.5mm的金属网，所述排水仓的水平底面垂直高度高于沉淀过滤仓水平底面40cm及以上。
进一步的，所述排水管靠近工作空间一端设置有锻钢截止阀，所述水箱进水管上设置有气动截止阀，所述水箱外壁悬挂安装有PLC控制器，排水仓内壁顶部安装有瓦斯检测仪和硫化物检测仪，排水仓内壁底部安装有PH检测仪，在排水仓内壁水箱出水管进水端的上端安装有液位传感器A，液位传感器A底部与出水管进水端顶部的距离大于等于40cm，在排水仓内壁液位传感器A的上端安装有液位传感器B，液位传感器B底部与液位传感器A顶部的距离大于等于80cm。
进一步的，所述管道泵型号为ISG80-160，所述三通球阀型号为Q944F，所述锻钢截止阀型号为J41H-25C，所述气动截止阀型号为CKJ41F-25C，所述PLC控制器型号为西门子S7-200，所述瓦斯检测仪型号为BL50-CJTX4/1000，所述硫化物检测仪型号为Multi pro600A-H2S，所述PH检测仪型号为MIK-PH8.0，液位传感器A和液位传感器B的型号均为AOL-136。
进一步的，所述的PLC控制器与管道泵、三通球阀、气动截止阀、瓦斯检测仪、硫化物检测仪、PH检测仪、液位传感器A和液位传感器B电性连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：（1）本实用新型既解决了采空区积水问题造成的安全隐患问题，又解决了地上污水处理超负荷问题；（2）本实用新型能够过滤采空区内积水中掺杂的固态颗粒，并通过管道泵输汇入生产用水管路；（3）本实用新型能够对水流自动控制，当采空区内积水排出量增大导致水箱内液位超过高度阈值时通过PLC控制器控制三通球阀将水流汇入污水排水管路；（4）本实用新型能够动态监测采空区排除水流的PH值、瓦斯排量和硫化物排量，当采空区排出物的PH值、瓦斯浓度和硫化物浓度超过设定阈值时，通过PLC控制器控制气动截止阀关闭，停止采空区内液体排出，保护工作空间的安全。
附图说明
图1为本实用新型立体结构示意图。
图2为本实用新型的俯视结构示意图。
图3为本实用新型的水箱剖视结构示意图。
图4为本实用新型的电路连接示意图。
图中：1-排水管、101-锻钢截止阀、2-水箱进水管、201-气动截止阀、3-水箱、301-颗粒物过滤网、302-沉淀过滤仓、303-排水仓、304-瓦斯检测仪、305-硫化物检测仪、3061-液位传感器B、3062-液位传感器A、307-PH检测仪、4-水箱出水管、5-管道泵、6-三通球阀、601-生产用水管道汇入端、602-污水管道汇入端、7-PLC控制器。
具体实施方式
下面将结合附图，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的一部分实施例，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。
如图1-2所示，本实用新型包括：排水管1、气动截止阀201、水箱3、管道泵5和三通球阀6，所述排水管1穿过砼墙和井壁工作面联通工作空间和采空区，排水管1工作空间一端与水箱进水管3进水端连接，水箱进水管3出水端与水箱3连接；水箱出水管4出水端与管道泵5进水端连接，水箱出水管4进水端与水箱3连接；管道泵5出水端与三通球阀6进水端连接，所述三通球阀6的两个出水端分别为生产用水管道汇入端601和污水管道汇入端602；常态时三通球阀6的进水端与生产用水管道汇入端601联通；采空区内的积水通过排水管1和水箱进水管3引流至水箱3内，水箱3内的积水再通过管道泵5的作用从水箱出水管4排出，经管道泵5和三通球阀6，从三通球阀6的生产用水管道汇入端601引入生产用水管路，当通过三通球阀6改变管路后三通球阀6的进水端与污水管道汇入端602联通，采空区内的积水能够被引入污水管路。
进一步的，如图1-3所示，所述的水箱3内部通过颗粒物过滤网301将水箱3内部分割为沉淀过滤仓302和排水仓303两个空间，水箱进水管3出水端穿过水箱3内壁与沉淀过滤仓302内部贯通连接，水箱出水管4进水端穿过水箱3内壁与排水仓303内部贯通连接，所述颗粒物过滤网301为孔径小于或等于0.5mm的金属网，所述排水仓303的水平底面垂直高度高于沉淀过滤仓302水平底面40cm及以上；排水仓303底部垂直高度高于沉淀过滤仓302的底部，形成一个阶梯，当采空区内的积水夹杂颗粒物时，颗粒物经过颗粒物过滤网301过滤随重力沉淀到沉淀过滤仓302的底部便于定期清理。
进一步的，如图1-3所示，所述排水管1靠近工作空间一端设置有锻钢截止阀101，所述水箱进水管3上设置有气动截止阀201，所述水箱3外壁悬挂安装有PLC控制器7，排水仓303内壁顶部安装有瓦斯检测仪304和硫化物检测仪305，排水仓303内壁底部安装有PH检测仪307，在排水仓303内壁水箱出水管4进水端的上端安装有液位传感器A3062，液位传感器A3062底部与出水管进水端顶部的距离大于等于40cm，在排水仓303内壁液位传感器A3062的上端安装有液位传感器B3061，液位传感器B3061底部与液位传感器A3062顶部的距离大于等于80cm；所述锻钢截止阀101能够用于采空区积水排出流量调节，当出现应急情况或需要检修设备时能够通过锻钢截止阀101手动关闭隔断排水管1引入水箱进水管3的水流；所述PLC控制器7通过瓦斯检测仪304检测空气瓦斯浓度，通过硫化物检测仪305检测空气硫化物浓度，通过PH检测仪307积水酸性，瓦斯检测仪304、硫化物检测仪305和PH检测仪307为PLC控制器7返回检测信号，当空气中瓦斯浓度、硫化物浓度和积水的酸性超过PLC控制器7中所设预定值时，PLC控制器7发出指令控制气动截止阀201关闭水箱进水管3引入水箱3的水流，PLC控制器7发出指令控制三通球阀6改变管路，三通球阀6进水端与污水管道汇入端602联通，水箱3内的水流汇入污水管路；所述液位传感器A3062和液位传感器B3061起到感应水箱3内液位的作用，当水箱3内液位达到液位传感器B3061的高度时，液位传感器B3061向PLC控制器7返回信号，PLC控制器7发出指令控制气动截止阀201关闭，避免水箱3内的积水溢出，当水箱3内液位低于液位传感器A3062的高度时，液位传感器A3062向PLC控制器7返回信号，PLC控制器7发出指令控制管道泵5关闭，避免管道泵5空转。
进一步的，所述管道泵5型号为ISG80-160，所述三通球阀6型号为Q944F，所述锻钢截止阀101型号为J41H-25C，所述气动截止阀201型号为CKJ41F-25C，所述PLC控制器7型号为西门子s7-200，所述瓦斯检测仪304型号为BL50-CJTX4/1000，所述硫化物检测仪305型号为Multi pro 600A-H2S，所述PH检测仪307型号为MIK-PH8.0，液位传感器A3062和液位传感器B3061的型号均为AOL-136。
进一步的，如图4所示，所述的PLC控制器7与管道泵5、三通球阀6、气动截止阀201、瓦斯检测仪304、硫化物检测仪305、PH检测仪307、液位传感器A3062和液位传感器B3061电性连接，外接电源为PLC控制器7、管道泵5、三通球阀6和气动截止阀201直接供电。
Claims (3)
1.一种煤矿采空区的排水装置，包括排水管(1)和管道泵(5)，其特征在于：所述排水管(1)穿过砼墙和井壁工作面联通工作空间和采空区，排水管(1)工作空间一端与水箱进水管(2)进水端连接，水箱进水管(2)出水端与水箱(3)连接；水箱出水管(4)出水端与管道泵(5)进水端连接，水箱出水管(4)进水端与水箱(3)连接；管道泵(5)出水端与三通球阀(6)进水端连接，所述三通球阀(6)的两个出水端分别为生产用水管道汇入端(601)和污水管道汇入端(602)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区的排水装置，其特征在于：所述的水箱(3)内部通过颗粒物过滤网(301)将水箱(3)内部分割为沉淀过滤仓(302)和排水仓(303)两个空间，水箱进水管(2)出水端穿过水箱(3)内壁与沉淀过滤仓(302)内部贯通连接，水箱出水管(4)进水端穿过水箱(3)内壁与排水仓(303)内部贯通连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿采空区的排水装置，其特征在于：所述排水管(1)靠近工作空间一端设置有锻钢截止阀(101)，所述水箱进水管(2)上设置有气动截止阀(201)，所述水箱(3)外壁悬挂安装有PLC控制器(7)，所述排水仓(303)内壁顶部安装有瓦斯检测仪(304)和硫化物检测仪(305)，排水仓(303)内壁底部安装有PH检测仪(307)，在排水仓(303)内壁水箱出水管(4)进水端的上端安装有液位传感器A(3062)，在排水仓(303)内壁液位传感器A(3062)的上端安装有液位传感器B(3061)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114457641A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-10 | 李晶 | 一种公路施工用路基加固结构及其施工工艺 |
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2019
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