矿井水仓制造技术

一种用于矿井和隧道排水系统的水仓，主要解决传统水仓杂质沉淀率高；水仓清扫十分困难的问题．这种水仓的特征是：即可以使水仓储水量降为零；又可以大幅度减少杂质在水仓中的大量沉淀；同时又可以提供随时可从清扫水仓的条件．以解决传统水仓清扫十分困难的问题．这种水仓既能保证最大的有效容积，又能大幅度减少水仓清扫成本，对提高矿井排水系统的经济性和安全性，效果显著．（*该技术在1995年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
所属领域矿井和隧道排水系统。水仓是矿井和隧道排水系统的重要组成部分，国内外矿井排水系统中水仓的作用是储水和沉淀杂质。这种水仓清扫十分困难，需要做大量的准备工作，另设排水设施，并且成本高，效率低，特别是大部分人工清理水仓的矿井，更为严重，成为长期无法解决的问题。本技术的目的是提供一种改进的水仓，使其既可使水仓储水量随时降到零；又可大量减少矿井涌水在水仓的大量沉淀；同时又可提供随时可以清扫水仓的条件。本技术是通过下述结构来达到上述目的这种结构包括水泵、清扫装置、沉井、吸水管、主体水仓、配水仓、水仓水沟、原吸水井等。如附图1所示，其中1水泵、2清扫装置、3吸水管、4主体水仓、5配水仓、6沉井、7水仓水沟、8原吸水井。本技术所提供的水仓是如何在排水系统中实现上述结果的呢？首先分析一下水仓杂质沉淀率和水仓储水量，有效沉淀时间及沉淀速度之间的关系。设水仓储水量V，有效沉淀时间为t，杂质沉淀速度为u，则水仓任意时刻杂质沉淀量为W＝V·t·u (Ⅰ)如果(Ⅰ)式中水仓储水量V，有效沉淀时间t及杂质沉淀速度u任一项趋近于零时，这时的水仓杂质沉淀量为W＝0 (Ⅱ)本技术所提供的水仓，能在排水系统中实现(Ⅱ)式所需条件。其原理如下如图1所示的水仓，在原吸水井(8)的下部，增设沉井(6)，并将吸水管(3)延长到沉井下部。这样就提高了水泵的吸水能力，并可以达到在任意时刻使水仓储水降为零。如果这时排水系统继续运行，并能保持最高效率，就达到了矿井排水和水仓使用的最佳状态。随时使水仓储水量降为零和大量减少杂质在水仓的沉淀量的过程就是这样实现的。随时清扫水仓，则是在随时消除剩水后，让矿井涌水集中于水仓水沟(如图1中的7所示)溢流实现的。图1所示的水仓水沟(7)，规格可以根据涌水量而定。一般以能溢流全部涌水为好。其坡度与主体水仓相同。图1所示的配水仓(5)底部以水仓水沟底面为基准，并与主体水仓坡度相同。图1所示的清扫装置(2)，其作用是用于沉井底部杂质的清扫，以保证沉井的正常使用。下面介绍几种清扫装置第一种压力风式清扫装置。这种清扫装置效果好，清扫时必须关闭排水闸门，待清扫完毕，汽泡溢出后，方可正常排水。第二种压力水式清扫装置。在有压力水的情况下，可采用压力水式清扫装置。这种装置工作时水泵可正常运行。第三种自压力水式清扫装置。这种清扫装置是利用水泵排水自压，正常排水后，即可进行清扫。另外，还有机械式清扫装置。如类似洗衣机波轮式；或螺旋桨式等清扫装置。清扫装置的工作部分，可采用“I”字形，也可以采用“十”形或“井”字形。采用后两种时，沉井底部需平结构。另外，在水仓入口处，配水仓入口处，吸水上面，都应设置滤网，以防止能堵泵杂物落入，这样就可以取消吸水管滤网，减少吸水阻力损失。本技术所提供的水仓，如在传统水仓上改进，则应核算吸上高度，因为水仓正常液面可能下降0.8m～1.2m，所以，应通过核算确定水泵能否运行在高效区以内。为了保证水泵能更好的适应这种水仓排水，其水泵两端填料密封可采用外供清水密封冷却填料箱。这样必须把平衡轴向力的尾水接至吸水管，以保证水泵填料箱两侧均成为负压状态。这样才能保证外供清水密封冷却效果良好。使清水泵不但可以排污水，而且技术指标胜过污水泵。本技术所提供的水仓，在最佳状态下实施，可以使水仓储水量降为零；水仓杂质沉淀量趋近于零；同时，可以提供随时可以清扫水仓的条件。在偏离最佳状态下实施，也能达到下述结果，现举一实施例加以说明其矿井正常小时涌水量30m3，最大涌水量60m3小时，测量排水高度270m，设计按装150D——30×11型水泵两台(11为改装加段)，扬程338m，流量150m3／小时，按装吸程5m。该井水仓容积为1200m3。正常日涌水量为30m3×24＝720m3／日。最大涌水量为60m3×24＝1440m3／日。由于该井用传统水仓排水，其水仓剩水量很大，加上较长时间的间断排水，因而水仓杂质沉淀率很高，沉淀量高达1000吨／年以上。因此，必须每年清扫两次，才能保证正常使用。根据上述条件，将该井传统水仓改为图1所示的水仓形式，并根据图2所示，设计沉井和清扫装置。这个水仓的沉井亦稍大一点，以便清扫水仓时做临时储水池用。直径3m，深取4m。沉井壁强度等于或大于水仓壁强度。沉井容积为( 3/2 )2×3.14＝28m3有效容积为28m3× 3/4 ＝21m3以正常涌水量30m3／小时计算，沉井可以容纳21m3的矿井涌水量。可供150D型水泵正常排水10分钟。由此可见，只要水仓有永久轨道，有与水仓坡度相同的能容纳全部涌水的水仓水沟，就完全可以不用增加任何排水设施，随时清扫水仓。沉井清扫装置采用自压式清扫装置。其排水压力为33kg／cm2，清扫装置工作部分采用“I”字形，如图2所示。清扫装置管采用2″无缝钢管。其所需壁厚和管内流速均按常法计算(计算略)。清扫装置的安装也由图2所示。经计算清扫装置工作时，每分钟耗水量为0.9m3左右，电费按0.1元／m3计算，一般清扫装置每班工作3次即可，每次1分钟即可，每班总计电费0.27元，成本0.81元／日；计入其它费用，也不过1元左右。为了比较改进前后水仓清扫成本，统计了该井历年来清扫水仓平均消耗如下每年清仓用工1778工时工资津贴总额6305.39元电费 总额20883.44元材料费总额约1000元累计 总成本28138.83元／年清扫水仓回收可用煤泥400吨～500吨售价按每吨12元计算收入4800～6000元清扫水仓净消耗28138.83－(4800～6000)＝23338.83～22138.83元／年。经计算，该井传统水仓日平均清扫费用高达60.65～63.94元／日，以上统计的平均消耗均为直接消耗。未计入清扫水仓占用人力，绞车对其它工作的影响，代喷射泵的水泵的大修理费用，也未计算。改进后的水仓沉井清扫装置正常使费每日1元左右，水仓杂质沉淀率降到原来的 1/5 ～ 1/3 左右，由于有了随时可以清扫水仓的条件，使清扫水仓成本大幅度下降，大约降到原来的 1/10 ～ 1/6 左右。即改进后水仓每年的清扫成本只有2000元～4000元，日平均费用约为6元～10元。只有传统水仓清扫成本的10％～20％左右。为什么节支这样多呢？主要是大部分杂质随水排走，成本极少，排走每吨杂质和排走每吨水的成本一样多，所以，排走每吨杂质的成本只有0.1元～0.15元。因此，这种水仓与传统水仓相比，每年可节支近2万元，经济效果非常显著。综上所述，本技术所提供的水仓，不仅适用于煤矿(隧道)排水系统传统水仓的改进，同样也适用于金属和非金属矿井水仓改进。特别是在人工清扫水仓的矿井，尤为适用。这种水仓，同样适用上述水仓的设计。由于这种水仓能最大限度地提高水仓有效容积，所以，对防止矿井，水患危害以及防止矿井意外突水，对提高排水系统的安全性和经济性，效果显著。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有主体水仓、配水仓和吸水井所构成的矿井和隧道水仓。其特征在于吸水井底部增设沉井、清扫装置和水仓水沟，并将水泵吸水管延伸到井下部与排水系统相配合。

【技术特征摘要】
1.一种有主体水仓、配水仓和吸水井所构成的矿井和隧道水仓。其特征在于吸水井底部增设沉井、清扫装置和水仓水沟，并将水泵吸水管延伸到沉井下部与排水系统相配合。2.根据权利要求1所述的水仓，其特征在于沉井底部呈弧形结构或平结构。3.根据权利要求1所述的水仓，其特征在于清扫装置有压力水式、压力风式、自...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋忠良，
申请(专利权)人：隋忠良，
类型：实用新型
国别省市：22[中国|吉林]