一種向上填充采礦的礦井廢水處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種向上填充采礦的礦井廢水處理方法及系統(tǒng)，包括集中運輸機構(gòu)、上下泄流機構(gòu)和水平導(dǎo)流機構(gòu)，集中運輸機構(gòu)包括沿脈水渠（3）和穿脈水渠（4），兩者位于采區(qū)下方相互連通；上下泄流機構(gòu)包括主泄水孔（5）和干線泄水孔（12），主泄水孔（5）連通回采巷道（1）與沿脈水渠（3），干線泄水孔（12）連通采準(zhǔn)巷道（2）與穿脈水渠（4）；水平導(dǎo)流機構(gòu)包括泄水箱（8）、濾水擋墻（9）和水泵（10），泄水箱（8）置于回采巷道（1）中與主泄水孔（5）連通，水泵（10）入水口置于回采巷道（1）下部的濾水擋墻（9）中，出水口置于干線水渠（11）中。本發(fā)明處理能力強，效率高，耗能小，適于向上填充采礦的礦井廢水處理。
【專利說明】一種向上填充采礦的礦井廢水處理方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦業(yè)工程基建【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種結(jié)構(gòu)簡單，實施簡便，施工成本 低廉，處理效率高，適于向上充填采礦的礦井廢水處理方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 采礦工程是我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)工程，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展， 采礦業(yè)的規(guī)模也很大程度上得到進一步拓展。在礦井開采過程中，各種來源流入礦井的水， 或流經(jīng)礦井排水系統(tǒng)的水稱之為礦井水。礦井水王要來自大氣降水、地表水、含水層水、斷 層水和老空積水，在使用水沙充填法、水力采礦法開采的礦井中，礦井水還包括涌入礦井的 一些其他廢水。通常，這些礦井水量為采掘量的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。一方面，礦井水有可能會 造成巷道積水、空氣的濕度增高、頂?shù)装辶芩扑槊奥?，這將容易引起工傷事故的發(fā)生；另 一方面，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，礦井水可能呈堿性或酸性，對各種金屬設(shè)備具有較強腐蝕作 用，大大縮短了設(shè)備的使用壽命。由此，礦井廢水處理在礦石生產(chǎn)中占有重要地位。礦井 一旦發(fā)生突水，如果防水措施做不到位，輕則會淹沒采掘工作面，重則將會淹沒礦井，嚴(yán)重 威脅井下工人的生命安全，國家、企業(yè)的財產(chǎn)也將蒙受重大損失。對于采用分層充填采礦 的礦區(qū)，現(xiàn)有處理系統(tǒng)的主要工作過程是通過水溝自流或水泵抽水的方式，將各回采進路、 回采巷道、各采區(qū)產(chǎn)生的水集中起來，流經(jīng)運輸水平渠道，最后自流進入中央水倉中集中處 理。然而，對于回采巷道較長的礦區(qū)，為節(jié)省工程量、縮短基建時間，一般都采用斜下向布置 的分層充填采礦結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中的廢水處理方式必須分區(qū)域和區(qū)段進行排水，此時現(xiàn)有的 廢水處理系統(tǒng)中的水溝自流與水泵結(jié)合排水的方式無法達到高效處理的要求，且處理時間 長、效果不理想。為此，研制開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單，實施簡便，處理能力強，效率高，且適合向上 充填采礦的礦井廢水處理方法及系統(tǒng)是解決這一問題的關(guān)鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明第一目的在于提供一種實施簡便，消耗能量少，處理效率高，適于向上填充 采礦的礦井廢水處理方法；第二目的在于提供實現(xiàn)第一目的的礦井廢水處理系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明第一目的這樣實現(xiàn)的，涉及形成采礦工作面及為其服務(wù)的回采巷道和為了 準(zhǔn)備采礦而開掘的采準(zhǔn)巷道，包括以下步驟：步驟1，將礦區(qū)各個部位的水引流到回采巷道 中的泄水箱、濾水擋墻內(nèi)或采準(zhǔn)巷道中的干線水渠內(nèi)；步驟2,在礦區(qū)底部設(shè)置沿脈水渠和 穿脈水渠，兩者分別置于回采巷道和采準(zhǔn)巷道下方，在回采巷道和沿脈水渠中間設(shè)置主泄 水孔將兩者連通，在采準(zhǔn)巷道的干線水渠和穿脈水渠中間設(shè)置干線泄水孔將兩者連通；步 驟3,泄水箱通過波紋管與主泄水孔連通，濾水擋墻通過水泵與干線水渠連通，泄水箱中的 水通過主泄水孔進入沿脈水渠，濾水擋墻中的水通過水泵進入干線泄水孔再進入穿脈水 渠；步驟4,沿脈水渠和穿脈水渠相互連通，其中的水通過穿脈水渠排出礦區(qū)。
[0005] 本發(fā)明第二目的這樣實現(xiàn)的，包括集中運輸機構(gòu)、上下泄流機構(gòu)和水平導(dǎo)流機構(gòu)， 所述的集中運輸機構(gòu)置于采區(qū)下方，包括沿脈水渠和穿脈水渠，沿脈水渠位于回采巷道下 方，穿脈水渠位于采準(zhǔn)巷道下方，沿脈水渠和穿脈水渠相互連通；所述的上下泄流機構(gòu)包括 主泄水孔，主泄水孔置于回采巷道與沿脈水渠之間將兩者連通，主泄水孔的上部和下部設(shè) 置套管；所述的水平導(dǎo)流機構(gòu)包括泄水箱、濾水擋墻和水泵，泄水箱置于回采巷道中與主泄 水孔上的套管連通，濾水擋墻置于回采巷道下部，水泵入水口置于濾水擋墻中，所述的水平 導(dǎo)流機構(gòu)還包括干線水渠，干線水渠置于采準(zhǔn)巷道中，所述的上下泄流機構(gòu)還包括干線泄 水孔，干線泄水孔置于干線水渠與穿脈水渠之間將兩者連通，所述的泄水箱通過波紋管與 所述的套管連通，所述的水泵出水口置于干線水渠中。
[0006] 本發(fā)明采用對采區(qū)中的水進行主動導(dǎo)流與被動抽取結(jié)合的方式，設(shè)計了多個排水 通道，既增強了礦井水的處理效率，又降低了處理系統(tǒng)的能量消耗，分層排水的特征又使其 向上填充的過程中，可以二次利用下層的通道，進一步增強礦井水的處理效率。本發(fā)明首先 構(gòu)建了兩個基本的排水通道，一為泄水箱到波紋管到泄水孔再到集中運輸機構(gòu)，二為擋水 墻到水泵到干線泄水孔再到集中排水機構(gòu)，這兩個基本排水通道相互配合和補充，能夠?qū)?各個部位的礦井水充分排出并提高處理效率，其次，泄水箱上的波紋管可根據(jù)回采巷道的 長度按需鋪設(shè)，使其系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同長度回采巷道的廢水處理需求，最后，采用泄水孔與 套管配合的方式，套管可向上擴展，使得系統(tǒng)可適應(yīng)不同分層高度的廢水處理需求。本發(fā)明 不僅結(jié)構(gòu)簡單，實施簡便，處理效率高，耗能小，并且能夠滿足不同回采巷道長度，不同采區(qū) 分層高度的廢水處理需求，因而具有良好的推廣應(yīng)用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1-回采巷道，2-采準(zhǔn)巷道，3-沿脈水渠，4-穿脈水渠，5-主泄水孔，6-套管，7-波 紋管，8-泄水箱，9-濾水擋墻，10-水泵，11-干線水渠，12-干線泄水孔，13-泄水井。

【具體實施方式】
[0008] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于 本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換，均落入本發(fā)明保護范圍。
[0009] 如圖1所示，本發(fā)明第一目的實現(xiàn)一種礦井廢水處理方法，涉及形成采礦工作面 及為其服務(wù)的回采巷道1和為了準(zhǔn)備采礦而開掘的采準(zhǔn)巷道2,包括以下步驟：步驟1，將礦 區(qū)各個部位的水引流到回采巷道1中的泄水箱8、濾水擋墻9內(nèi)或采準(zhǔn)巷道2中的干線水 渠11內(nèi)；步驟2,在礦區(qū)底部設(shè)置沿脈水渠3和穿脈水渠4,兩者分別置于回采巷道1和采 準(zhǔn)巷道2下方，在回采巷道1和沿脈水渠3中間設(shè)置主泄水孔5將兩者連通，在采準(zhǔn)巷道2 的干線水渠11和穿脈水渠4中間設(shè)置干線泄水孔12將兩者連通；步驟3,泄水箱8通過波 紋管7與主泄水孔5連通，濾水擋墻9通過水泵10與干線水渠11連通，泄水箱8中的水通 過主泄水孔5進入沿脈水渠3,濾水擋墻9中的水通過水泵10進入干線泄水孔12再進入穿 脈水渠4 ;步驟4,沿脈水渠3和穿脈水渠4相互連通，其中的水通過穿脈水渠4排出礦區(qū)。
[0010] 所述的步驟1中，在泄水箱8上方設(shè)置泄水井13,泄水井13堅置連通不同分層的 回采巷道1，泄水井13將上層的水排入下層的泄水箱8中。
[0011] 所述的步驟1中，在泄水箱8中的設(shè)置增壓裝置，處理廢水時打開增壓裝置。
[0012] 本發(fā)明第二目的實現(xiàn)第一目的的一種礦井廢水處理系統(tǒng)，包括集中運輸機構(gòu)、上 下泄流機構(gòu)和水平導(dǎo)流機構(gòu)，所述的集中運輸機構(gòu)置于采區(qū)下方，包括沿脈水渠3和穿脈 水渠4,沿脈水渠3位于回采巷道1下方，穿脈水渠4位于采準(zhǔn)巷道2下方，沿脈水渠3和 穿脈水渠4相互連通；所述的上下泄流機構(gòu)包括主泄水孔5,主泄水孔5置于回采巷道1與 沿脈水渠3之間將兩者連通，主泄水孔5的上部和下部設(shè)置套管6 ;所述的水平導(dǎo)流機構(gòu)包 括泄水箱8、濾水擋墻9和水泵10,泄水箱8置于回采巷道1中與主泄水孔5上的套管6連 通，濾水擋墻9置于回采巷道1下部，水泵10入水口置于濾水擋墻9中，所述的水平導(dǎo)流機 構(gòu)還包括干線水渠11，干線水渠11置于采準(zhǔn)巷道2中，所述的上下泄流機構(gòu)還包括干線泄 水孔12,干線泄水孔12置于干線水渠11與穿脈水渠4之間將兩者連通，所述的泄水箱8通 過波紋管7與所述的套管6連通，所述的水泵10出水口置于干線水渠11中。
[0013] 所述的上下泄流機構(gòu)還包括泄水井13,泄水井13堅置于不同分層回采巷道1之 間，下部與泄水箱8連通。
[0014] 所述的主泄水孔5和干線泄水孔12的上下口設(shè)置護壁套管。
[0015] 所述的套管上設(shè)置一個以上的通氣孔，套管上端位置超過該層填充標(biāo)高并封閉上 端端口。
[0016] 所述的泄水箱8為立式泄水箱。
[0017] 所述的泄水箱8中設(shè)置增壓裝置。
[0018] 所述的集中運輸機構(gòu)中的沿脈水渠3和穿脈水渠4呈5至10度角傾斜設(shè)置。 [0019] 本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明采用對采區(qū)中的水進行主動導(dǎo)流與被動抽取結(jié)合的方 式，設(shè)計了多個排水通道，既增強了礦井廢水的處理效率，又降低了系統(tǒng)的能量消耗；泄水 箱8上的波紋管7和水泵10的抽放水管可根據(jù)回采巷道1的長度按需鋪設(shè)，使系統(tǒng)能夠適 應(yīng)不同長度回采巷道1的廢水處理需求；采用主泄水孔5與套管6配合的方式，套管6可向 上擴展，使得系統(tǒng)可適應(yīng)不同分層高度的廢水處理需求，另外泄水井13的存在也能方便的 將上層的水排放到下層，通過下層通道將水排出。
[0020] 本發(fā)明的工作過程：首先，上層回采巷道1中的水可通過泄水井13自流到下層回 采巷道1中，其次，最下層的回采巷道1的水通過水平導(dǎo)流機構(gòu)中的泄水箱8或水泵10送 到上下泄流機構(gòu)的主泄水孔5或干線泄水孔12中，再次，上下泄流機構(gòu)中的水排放到集中 運輸機構(gòu)中的沿脈水渠3或穿脈水渠4中，最后，集中運輸機構(gòu)將水統(tǒng)一排出。
【權(quán)利要求】
1. 一種向上填充采礦的礦井廢水處理方法，涉及回采巷道（1)和采準(zhǔn)巷道（2)，其特征 在于，包括以下步驟：步驟1，將礦區(qū)各個部位的水引流到回采巷道（1)中的泄水箱（8)、濾 水擋墻（9)內(nèi)或采準(zhǔn)巷道（2)中的干線水渠（11)內(nèi)；步驟2,在礦區(qū)底部設(shè)置沿脈水渠（3) 和穿脈水渠（4)，兩者分別置于回采巷道（1)和采準(zhǔn)巷道（2)下方，在回采巷道（1)和沿脈水 渠（3)中間設(shè)置主泄水孔（5)將兩者連通，在采準(zhǔn)巷道（2)的干線水渠（11)和穿脈水渠（4) 中間設(shè)置干線泄水孔（12)將兩者連通；步驟3,泄水箱（8)通過波紋管（7)與主泄水孔（5) 連通，濾水擋墻（9)通過水泵（10)與干線水渠（11)連通，泄水箱（8)中的水通過主泄水孔 (5)進入沿脈水渠（3)，濾水擋墻（9)中的水通過水泵（10)進入干線泄水孔（12)再進入穿 脈水渠（4);步驟4,沿脈水渠（3)和穿脈水渠（4)相互連通，其中的水通過穿脈水渠（4)排 出礦區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的向上填充采礦的礦井廢水處理方法，其特征在于，所述的步 驟1中，在泄水箱（8)上方設(shè)置泄水井（13)，泄水井（13)堅置連通不同分層的回采巷道 (1),泄水井（13)將上層的水排入下層的泄水箱（8)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的向上填充采礦的礦井廢水處理方法，其特征在于，所述的 步驟1中，在泄水箱（8)中的設(shè)置增壓裝置，處理廢水時打開增壓裝置。
4. 一種向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，包括集中運輸機構(gòu)、上下泄流機構(gòu)和水平 導(dǎo)流機構(gòu)，所述的集中運輸機構(gòu)置于采區(qū)下方，包括沿脈水渠（3)和穿脈水渠（4)，沿脈水 渠（3)位于回采巷道（1)下方，穿脈水渠（4)位于采準(zhǔn)巷道（2)下方，沿脈水渠（3)和穿脈 水渠（4)相互連通；所述的上下泄流機構(gòu)包括主泄水孔（5)，主泄水孔（5)置于回采巷道（1) 與沿脈水渠（3)之間將兩者連通，主泄水孔（5)的上部和下部設(shè)置套管（6);所述的水平導(dǎo) 流機構(gòu)包括泄水箱（8)、濾水擋墻（9)和水泵（10)，泄水箱（8)置于回采巷道（1)中與主泄 水孔（5)上的套管（6)連通，濾水擋墻（9)置于回采巷道（1)下部，水泵（10)入水口置于濾 水擋墻（9)中，其特征在于，所述的水平導(dǎo)流機構(gòu)還包括干線水渠（11 )，干線水渠（11)置于 采準(zhǔn)巷道（2)中，所述的上下泄流機構(gòu)還包括干線泄水孔（12)，干線泄水孔（12)置于干線 水渠（11)與穿脈水渠（4)之間將兩者連通，所述的泄水箱（8)通過波紋管（7)與所述的套 管（6)連通，所述的水泵（10)出水口置于干線水渠（11)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的上 下泄流機構(gòu)還包括泄水井（13)，泄水井（13)堅置于不同分層回采巷道（1)之間，下部與泄 水箱（8)連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的 主泄水孔（5)和干線泄水孔（12)的上下口設(shè)置護壁套管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的 套管上設(shè)置一個以上的通氣孔，套管上端位置超過該層填充標(biāo)高并封閉上端端口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的 泄水箱（8)為立式泄水箱。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的泄 水箱（8)中設(shè)置增壓裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的向上填充采礦的礦井廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述 的集中運輸機構(gòu)中的沿脈水渠（3)和穿脈水渠（4)呈5至10度角傾斜設(shè)置。
【文檔編號】E21F16/00GK104088664SQ201410357325
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】范有才, 王志成, 蔡正鵬, 胡斌, 馬文標(biāo), 孔建韋 申請人:玉溪大紅山礦業(yè)有限公司