一种矿山水害自动化防治设备及防治方法

本发明属于矿山水害防治设备，具体为一种矿山水害自动化防治设备及防治方法。

背景技术：

1、我国煤炭资源储量丰富，贵州是我国主要产煤地之一，素有“江南煤海”之称，资源储量名列全国第五位；同时，贵州属于典型喀斯特地区，岩溶面积占比达60％以上，地下岩层溶蚀裂隙发育较强，水力补给条件较好，黔北煤田作为贵州第三大煤田，其煤层顶板距长兴组灰岩含水层底界一般不足80m，开采过程中导水裂隙带极易贯通上覆含水层，威胁工作面安全开采。准确识别矿井突水前兆信息并迅速响应对矿井水害防治工作具有重要意义。

2、针对上述问题，本发明基于矿山水文地质与工程实际，建立了一种矿山水害自动化监测与防治系统，对含水层水位实时监测预警并采取相应预防措施，保障矿山安全高效开采。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述提出的预防和减轻矿山水害的问题，提供一种矿山水害自动化防治设备及防治方法。

2、本发明采用的技术方案如下：一种矿山水害自动化防治设备，包括矿山主体，所述矿山主体的上表面设置有中控室，所述矿山主体的内部开设有矿井，所述矿山主体的内部横向开设有若干条矿道贯穿所述矿井，所述矿山主体的最底层包含有地下水层，所述地下水层的上方开设有水泵房在最底层所述矿道的内部，所述矿道与所述矿井之间设置有矿道门，所述水泵房的两侧设置有水泵房隔门，所述水泵房设置有排水主管贯穿所述水泵房隔门的内部设置在所述矿井中，所述排水主管的另一端设置在所述矿山主体的上表面。

3、通过采用上述技术方案，能够实时监测矿山的水害情况，及时发现和预测水害风险，提前采取相应的防治措施，提高安全性。

4、在一优选的实施方式中，所述水泵房的内部设置有若干个抽水泵，所述抽水泵的一端设置有抽水管在所述地下水层中，所述抽水泵的上表面设置有排水分管，所述排水分管的另一端焊接有排水连接管，所述排水连接管的两端焊接在所述排水主管的表面，所述排水主管与所述排水连接管及所述排水分管相连通。

5、通过采用上述技术方案，能够对地下水层中的水进行抽取排出，使地下水层中的水位处于安全线，有效降低水害发生的几率，提高安全性。

6、在一优选的实施方式中，所述抽水管的一端表面设置有抽水阀门，所述排水分管的底端设置有排水阀门。

7、通过采用上述技术方案，控制抽水管与排水分管的开合以及水流大小，合理进行积水的排出，节省能耗。

8、在一优选的实施方式中，所述水泵房的内部设置有数据中转箱，所述数据中转箱与所述抽水泵电性连接，所述数据中转箱与所述中控室电性连接。

9、通过采用上述技术方案，通过数据中转箱将水位信息反馈至中控室处，进行实时监控，同时也能够控制抽水泵的开合，实现自动化，提高工作效率及安全性。

10、在一优选的实施方式中，所述水泵房的内部设置有水位检测柱，所述水位检测柱的一端设置在所述地下水层中，所述水位检测器的内部从上至下设置有若干个水位检测器，所述水位检测器与所述数据中转箱电性连接。

11、通过采用上述技术方案，通过水位检测器对地下水层中的水位进行检测，实时反馈至中控室处，采取相对的有效措施，降低水害发生的几率。

12、在一优选的实施方式中，最上层所述矿道的一侧开设有斜向排水矿道，所述斜向排水矿道的内部铺设有排水车车轨，所述排水车车轨的上端设置有排水车，所述排水车的上端安装有排水泵，所述排水泵的一端设置有排水车抽水管，所述排水泵的另一端设置有排水软管，所述中控室与所述排水车及所述排水泵电性连接。

13、通过采用上述技术方案，当水害发生时，通过中控室控制排水车在排水车车轨上进行移动，移动至斜向排水矿道与矿道的交接处，将排水车抽水管深入积水中，启动排水泵进行抽取，使积水快速排出，清除水害。

14、在一优选的实施方式中，所述排水车与所述排水车抽水管同侧的上表面设置有摄像头，所述摄像头与所述中控室电性连接。

15、通过采用上述技术方案，可以通过摄像头观测水害发生的现场情况，也使排水车抽水管能够精准快速的插入积水中，进行有效的排水。

16、在一优选的实施方式中，所述水泵房隔门的两侧设置有集水斜坡在所述水泵房的外部。

17、通过采用上述技术方案，使水泵房处于最低位，有利于矿道中产生的积水汇集至地下水层中进行排除，提高安全性。

18、在一优选的实施方式中，所述矿道的内部设置有若干个监控装置，所述监控装置与所述中控室电性连接。

19、通过采用上述技术方案，通过监控装置可以及时发现矿道中渗透的水，及时采取有效的措施进行修补并对积水进行排出，提高安全性。

20、在一优选的实施方式中，包括以下步骤，

21、步骤一：根据所述矿山主体内部的实际情况，确定设备的布设位置、数量和布局方式，将设备安装到位。

22、步骤二：所述水泵房设立后，通过所述水位检测柱内部的所述水位检测器对所述地下水层中的水位进行检测，同步的将信息传递至所述数据中转箱，进一步的，通过所述数据中转箱将信息传递至所述中控室中。

23、步骤三：根据所述中控室采集的信息，通过所述地下水层中水位的高低，对相应的所述抽水泵进行控制，同步的，打开对应的所述排水阀门及所述抽水阀门，所述抽水管将所述地下水层中水抽走，通过所述排水分管运输至所述排水主管处排出，保持所述地下水层中水位处于正常值。

24、步骤四；若所述矿道中突发水害，水淹没所述矿道，所述数据中转箱对所述中控室进行预警，进一步的，控制所述抽水泵全开，进行最大功率排水，进一步的，通过所述中控室控制所述排水车在所述排水车车轨上进行移动，移动至所述斜向排水矿道与所述矿道的交接处，将所述排水车抽水管深入积水中，启动所述排水泵进行抽取，进一步的，通过所述排水软管向外排出，对水害进行治理。

25、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

26、本发明中，在未发生水害之前，通过水位检测柱中的水位检测器对地下水层中的水位进行检测，并将信息传递至数据中转箱，再由数据中转箱将详细反馈至中控室中，若水位达到一定的阈值，则通过中控室进行指令发送，控制对应的抽水泵、排水阀门及抽水阀门开启，对地下水层中的水进行抽取排出，避免水害的发生，若突发水害，通过抽水泵将所有的抽水泵全部启动，进行最大功率进行排水，同步的，通过中控室控制排水车在排水车车轨上进行移动，移动至斜向排水矿道与矿道的交接处，将排水车抽水管深入积水中，启动排水泵进行抽取，使积水快速排出，清除水害，通过以上设计，能够及时发现和预测水害风险，在检测到水害风险或发生水害时，能够迅速发出警报，并采取相应的应急措施，有效降低水害对矿山的损失，减少工作人员对潜在危险环境的接触，减少了人员伤亡和事故的风险，提高工作效率和安全性。

技术特征：

1.一种矿山水害自动化防治设备，包括矿山主体(1)，其特征在于：所述矿山主体(1)的上表面设置有中控室(2)，所述矿山主体(1)的内部开设有矿井(3)，所述矿山主体(1)的内部横向开设有若干条矿道(15)贯穿所述矿井(3)，所述矿山主体(1)的最底层包含有地下水层(14)，所述地下水层(14)的上方开设有水泵房(8)在最底层所述矿道(15)的内部，所述矿道(15)与所述矿井(3)之间设置有矿道门(13)，所述水泵房(8)的两侧设置有水泵房隔门(9)，所述水泵房(8)设置有排水主管(4)贯穿所述水泵房隔门(9)的内部设置在所述矿井(3)中，所述排水主管(4)的另一端设置在所述矿山主体(1)的上表面。

2.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述水泵房(8)的内部设置有若干个抽水泵(20)，所述抽水泵(20)的一端设置有抽水管(10)在所述地下水层(14)中，所述抽水泵(20)的上表面设置有排水分管(16)，所述排水分管(16)的另一端焊接有排水连接管(21)，所述排水连接管(21)的两端焊接在所述排水主管(4)的表面，所述排水主管(4)与所述排水连接管(21)及所述排水分管(16)相连通。

3.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述抽水管(10)的一端表面设置有抽水阀门(19)，所述排水分管(16)的底端设置有排水阀门(17)。

4.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述水泵房(8)的内部设置有数据中转箱(18)，所述数据中转箱(18)与所述抽水泵(20)电性连接，所述数据中转箱(18)与所述中控室(2)电性连接。

5.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述水泵房(8)的内部设置有水位检测柱(11)，所述水位检测柱(11)的一端设置在所述地下水层(14)中，所述水位检测器(26)的内部从上至下设置有若干个水位检测器(26)，所述水位检测器(26)与所述数据中转箱(18)电性连接。

6.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：最上层所述矿道(15)的一侧开设有斜向排水矿道(6)，所述斜向排水矿道(6)的内部铺设有排水车车轨(24)，所述排水车车轨(24)的上端设置有排水车(5)，所述排水车(5)的上端安装有排水泵(23)，所述排水泵(23)的一端设置有排水车抽水管(22)，所述排水泵(23)的另一端设置有排水软管(7)，所述中控室(2)与所述排水车(5)及所述排水泵(23)电性连接。

7.如权利要求6所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述排水车(5)与所述排水车抽水管(22)同侧的上表面设置有摄像头(25)，所述摄像头(25)与所述中控室(2)电性连接。

8.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述水泵房隔门(9)的两侧设置有集水斜坡(12)在所述水泵房(8)的外部。

9.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备，其特征在于：所述矿道(15)的内部设置有若干个监控装置，所述监控装置与所述中控室(2)电性连接。

10.如权利要求1所述的一种矿山水害自动化防治设备的防治方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及矿山水害防治设备技术领域，公开了一种矿山水害自动化防治设备及防治方法。本发明中，包括矿山主体，矿山主体上表面设置有中控室、矿井、矿道及地下水层，地下水层的上方开设有水泵房，矿道与矿井之间设置有矿道门，水泵房的两侧设置有水泵房隔门，水泵房设置有排水主管，排水主管的另一端设置在矿山主体的上表面，水泵房的内部设置有若干个抽水泵，抽水泵的一端设置有抽水管在地下水层中，抽水泵的上表面设置有排水分管，排水分管的另一端焊接有排水连接管，排水连接管的两端焊接在排水主管的表面，通过以上设计，能够及时发现和预测水害风险，有效降低水害对矿山的损失，提高工作效率和安全性。

技术研发人员：戴芬良,郑禄林,赵禹,兰红,张义平,王孝坤
受保护的技术使用者：贵州工业职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15