矿井井下水循环利用系统的制作方法

1.本发明涉及煤矿矿井水处理技术领域，具体是一种矿井井下水循环利用系统。


背景技术：

2.传统的矿井水处理工艺是在工作面形成水流，水沟汇流至采区水仓，再通过水泵提升排至中央水仓，通过矿井中央泵房将矿井水提升至地面。通过地面水处理中心进行处理、净化后通过防尘水管网加压后注入井下复用。
3.矿井水一般经历工作面形成水流，水沟汇流至采区水仓，再通过水泵提升排至中央水仓。工作面的矿井水含有较多的大煤块、大颗粒煤粒和煤粉等。如果水仓距离工作面较远，长距离自流后大煤块和煤粒会沉淀在水渠内，不能沉淀的细小煤粉随矿井水进入水仓；如果水仓距离工作面较近，则大煤块、煤粒和煤粉都会进入水仓，引起水渠和水仓的淤积。水仓淤积会引起诸多问题，影响井下正常生产，因此需要考虑在井下源头进行处理处置。
4.煤矿井下矿井水由含煤粉浑水、顶板清水、采空区矿井水组成，其中含煤粉浑水由于混有颗粒物及悬浮物而发黑（灰），不能直接使用，其他两种均为清水或较清澈的水源，如果能够单独收集、处理、井下复用，能够产生较明显的经济效益，实现清污分流、分质处理、分质利用的目标。


技术实现要素：

5.本发明提出了一种矿井井下水循环利用系统，实现对井下涌水及汇集的废水进行分级利用。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：本发明矿井井下水循环利用系统，包括防尘管网和设置于煤矿井下的水仓，所述水仓分为处于高位的内环水仓和处于低位的外环水仓，内环水仓和外环水仓上方设置有多级清水仓，多级清水仓的远端连接于外环水仓，多级清水仓的近端连接内环水仓，水箱上水口通过吸水管路连接于多级清水仓的近端，水箱下水口通过管路连接水泵，水泵出水口接入防尘管网。
7.根据所述的矿井井下水循环利用系统，所述内环水仓通过清水管渠联通井下清水涌水口，外环水仓与内环水仓相联通，进入内环水仓的水的沉淀物经联通管道进入外环水仓中。
8.根据所述的矿井井下水循环利用系统，内环水仓与外环水仓与多级清水仓联通位置处设置联通阀，多级清水仓又分为前清水仓和后清水仓，所述外环水仓联通于前清水仓，所述内环水仓联通于后清水仓，前清水仓与后清水仓之间设置隔断阀。
9.根据所述的矿井井下水循环利用系统，所述水箱为封闭水箱，顶部设补水管口，补水管口连接静压防尘水管路，静压防尘水管路上设置补水阀5，吸水管路插入多级清水仓并在底部设置过滤吸头。
10.根据所述的一种矿井井下水循环利用系统，防尘管网上设有压力传感器，压力传
感器下方设置截止阀根据所述的一种矿井井下水循环利用系统，所述截止阀分为电动阀门和手动阀门。
11.根据所述的一种矿井井下水循环利用系统，多级清水仓在底部联通，多级清水仓为五组，前两组为前请水仓，后三组为后清水仓，每组清水仓都内置有排水泵，排水泵的吸水管端部设置过滤头。
12.本发明本装置实现收集、处理矿井水，重复使用矿水内污水。本系统使用后可以减少排至地面的矿井水水量，减少水资源费，减少排水提升电费，减少地面矿井水处理站的处理成本。
附图说明
13.图1是本发明的组装示意图；图2是本发明的示意图。
14.附图标记：1、防尘管网，2、内环水仓，3、外环水仓，4、密闭水箱，5、补水阀，6、吸水管，7、过滤吸头，8、多级清水仓，9、联通阀，10、压力传感器，11、水泵，12、电动阀门，13、手动阀门14静压防尘水管路15排水泵16隔断阀。
具体实施方式
15.以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处描述的优选实例仅用于说明和解释本发明，并不限定本发明。
16.需要说明的是，术语“中心”“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的状置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
17.图1至图2所示的为本发明的一种实施方案。
18.本发明矿井井下水循环利用系统，包括防尘管网1和设置于煤矿井下的水仓，所述水仓分为处于高位的内环水仓2和处于低位的外环水仓3，内环水仓2和外环水仓3上方设置有多级清水仓8，多级清水仓8的远端连接于外环水仓3，多级清水仓8的近端连接内环水仓2，水箱4上水口通过吸水管路连接于多级清水仓8的近端，水箱4下水口通过管路连接水泵，水泵出水口接入防尘管网1。
19.内环水仓2通过清水管渠联通井下清水涌水口，外环水仓3与内环水仓2相联通，进入内环水仓2的水的沉淀物经联通管道进入外环水仓3中。
20.井下涌出的清水，经清水管渠流入内环水仓中，由于井下涌水不含有煤粉颗粒，因而其能够直接过滤后作为防尘水使用。这里的内环水仓汇集的清水最后通入多级清水仓中使用。
21.内环水仓2与外环水仓3与多级清水仓8联通位置处设置联通阀9，多级清水仓8又分为前清水仓和后清水仓，所述外环水仓3联通于前清水仓，所述内环水仓2联通于后清水仓，前清水仓与后清水仓之间设置隔断阀。
22.水箱4为封闭水箱4，顶部设补水管口，补水管口连接静压防尘水管路，静压防尘水管路上设置补水阀55，吸水管路插入多级清水仓8并在底部设置过滤吸头7。
23.防尘管网1上设有压力传感器10，压力传感器10下方设置截止阀。截止阀分为电动阀门12和手动阀门13。多级清水仓8在底部联通，多级清水仓8为五组，前两组为前请水仓，后三组为后清水仓，每组清水仓都内置有排水泵，排水泵的吸水管端部设置过滤头。
24.本装置实现收集、处理矿井水，重复使用矿水内污水，减少水源的浪费，增加使用率，创造经济效益，达到清污分流、分质处理、分质利用的效果。
25.水箱4连接水泵，水泵接入水箱的下水口，实现无引水真空系统启动功能，水箱4设置水泵，水泵内设置pid控制系统，采用变频器控制功能实现管网恒压供水，确保防尘管网1压力平衡，将水泵控制系统融入现有泵房疾控系统，实现无人值守。密闭水箱4一侧设置吸水管6，吸水管6底部设置过滤吸头7，过滤吸头7可多层次的过滤矿井水中的细小杂质。
26.本装置工作面上设置水位警报装置，与控制装置连接，启动清水仓的排水泵将多余水排出井下，避免水仓内水位过高产生危害。
27.防尘管网1上设有压力传感器10，压力传感器10下方设置阀门装置，阀门装置下方设置供水泵11，供水泵11通过管路与水箱4一侧连接，。
28.本系统中的水泵、压力传感器、电磁阀连接于控制装置，控制装置可采集水泵流量、水位、温度即水泵前后轴承、泵体温度、管网出水压力、水箱负压、电动闸阀开度、电机电流、运行频率等数据并实时上传。控制装置中内置pid控制系统，能够根据监测到的信号判断水泵的工作情况，故障时能及时发出声光报警信号，并根据故障类型停泵。控制系统设有控制显示屏，能够通过采用图形、趋势图和数字形式直观地显示水位、压力、流量、电流等数据的历史曲线。电动阀门12和手动阀门13具备就地手动控制，就地、远方一键启动和全自动控制四种水泵运行方式。
29.本系统使用的水泵型号为md25-50*10的离心式清水泵，经加压后注入井下防尘管网1，防尘管网1上设置密闭充气管路，通过安装密闭管路与防尘水系统管网连接，管路内充满气体，实现“压力罐”功能，通过管路内空气的压缩与释放实现压力调节。
30.本系统具备pid恒压供水控制功能，根据管网压力调节水泵运行频率，确保管网压力平衡。
31.通过在吸水管路安装水箱实现水泵无引水真空系统启动，本系统具备就地手动控制，就地、远方一键启动和全自动控制四种水泵运行方式。
32.工作原理：井下涌出的清水经清水渠流入内环水仓中，并通入多级清水仓中。收集的冷却及除尘费用汇集流入外环水仓中，废水在外环水仓中沉淀，沉淀后的清水进入多级清水仓。多级清水仓从外环水仓连接的远端到内环水仓连接的近端，废水再次沉淀。
33.工作面生产防尘水用量大时，防尘管网1压力低，矿井水循环水泵自动启动补水，当工作面停止生产时，防尘管网1压力增大，电动阀门12关闭，水泵关闭供水。
34.本系统使用后可以减少排至地面的矿井水水量，减少水资源费，减少排水提升电费，减少地面矿井水处理站的处理成本。水资源费按1元/吨，地面矿井水处理成本约0.4元/吨，每提升100米需0.45度电,电费按0.65元/度，每天复用水量约400m
³
。现将系统利用效益计算如下：1.节约水资源税：1
×
400
×
365
÷
10000=14.6万元
2.节约排水电费：0.45
×
8.05
×
0.65
×
400
×
365/10000=34.3万元3.节约地面水处理费用：0.4
×
400
×
365/10000=5.84万元4.复用电费成本：0.45
×
0.26
×
0.65
×
400
×
365/10000=1.11万元。
35.年累计节约：14.6+34.3+5.84-1.11=53.63万元以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述各实施案例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。