矿井水井下浓缩沉淀装置.pdf

一种矿井水井下浓缩沉淀装置，其特征在于：装置包括设置在井下巷道内的沉淀池，该沉淀池整体结构为上宽下窄的梯形结构，在池底部设置有设备安装平台和下凹结构的底流池(6)，在池缘口处设置有矿井水进料口和溢流槽，且沉淀池侧壁倾角大于65°；在该沉淀池内腔的中上部以倾角为55°～65°的排列的方式安装有若干块斜板(2)，且各块斜板之间的间距为110mm～130mm；在位于斜板下方的池底设备安装平台上安装有刮板输送机(3)；在底流池的侧壁上设置有用于连接渣浆泵的管口。

1、  一种矿井水井下浓缩沉淀装置，其特征在于：装置包括设置在井下巷道内的沉淀池，该沉淀池整体结构为上宽下窄的梯形结构，在池底部设置有设备安装平台和下凹结构的底流池(6)，在池缘口处设置有矿井水进料口和溢流槽，且沉淀池侧壁倾角大于65°；在该沉淀池内腔的中上部以倾角为55°～65°的排列的方式安装有若干块斜板(2)，且各块斜板之间的间距为110mm～130mm；在位于斜板下方的池底设备安装平台上安装有刮板输送机(3)；在底流池的侧壁上设置有用于连接渣浆泵的管口。

2、  根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述刮板输送机和外部传动机构均采用填料密封的方式来避免煤泥水的渗漏。

矿井水井下浓缩沉淀装置
技术领域：
本发明涉及一种矿井水井下浓缩沉淀装置，用于井下矿井水的处理，可同时得到高浓度的底流和清澈的溢流水，从而解决了井下水仓清淤的难题。
背景技术：
煤矿矿井水是指在采煤过程中，所有渗入井下采掘空间的水。井工矿一般都设有专门的水仓，矿井水被收集在矿井水仓中再由排水系统抽排出井，矿井水仓是煤矿安全生产，防止矿井水灾的重要设施。由于矿井水中含有以煤泥、沙为主的大量杂质，这些固体颗粒物由矿井水携带进入水仓后会沉积到水仓底部，导致井下水仓有效蓄水容积减小，这就需要定期对水仓进行清淤处理，为保证矿井安全生产，矿井水仓通常分为主仓和副仓，两者轮换清理和使用。
矿井水仓的清理工作一直是煤矿的一个老大难问题。煤矿在清理水仓前，要先把需要清理的水仓的水抽干，由人工在数百米长的狭窄水仓巷道内一点一点地将淤积于巷道底板、厚度达数百毫米甚至1～2m的煤泥挖入矿车再提运出水仓巷道。之后，或直接将装满淤泥的矿车提出矿井至矸石山排放，或将淤泥堆放在井底车场及附近巷道的两侧，待风干后再装运出井至矸石山堆放。这种传统的方法不仅工作量大，清挖时间长，工作环境恶劣，而且很难清挖干净。
机械化清理矿井水仓是煤矿企业多年来渴望解决的难题，但是，几十年来，我国先后研制过数十种清仓机械都没有得到推广使用，主要是由于井下的情况复杂多变，目前所研制的水仓清淤设备及其配套系统存在着性能单一、清挖效率低、固液分离不彻底等弊端，无法适应井下水仓复杂多变的工作环境。且矿井水排放到地面后仍需进一步浓缩沉淀处理以实现固液分离。
发明内容：
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种矿井水井下浓缩沉淀装置。该装置可将含有固体颗粒物的矿井水引入到该浓缩沉淀装置处理后，可以同时得到高浓度的底流和清澈的溢流水，再将清澈的溢流水引入到矿井水仓中来，由于这部分溢流水基本不含固体颗粒物或含有少量的极细粒固体物，从而能够彻底解决矿井水仓的清淤难题，而底流浓缩物可进一步由压滤机脱水，回收其中的固体颗粒物(多为煤泥)。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的装置包括设置在井下巷道内的沉淀池，该沉淀池整体结构为上宽下窄的梯形结构，在池底部设置有设备安装平台和下凹结构的底流池，在池缘口处设置有矿井水进料口和溢流槽，且沉淀池侧壁倾角大于65°；在该沉淀池内腔的中上部以倾角为55°～65°的排列的方式安装有若干块斜板，且各块斜板之间的间距为110mm～130mm；在位于斜板下方的池底设备安装平台上安装有刮板输送机；在底流池的侧壁上设置有用于连接渣浆泵的管口。
本发明中所述刮板输送机和外部传动机构均采用填料密封的方式来避免煤泥水的渗漏。
本发明中设置斜板的目的是缩短颗粒沉降距离和沉降时间，同时增加了沉淀面积，并采用质轻、平整光滑且耐磨耐腐的材料制成。位于池底设备安装平台上的刮板输送机，可将底部沉淀煤泥刮至底流池，并通过渣浆泵排出；所述刮板输送机由电机带动，链条速度应保证对底部煤泥不产生扰动，连续作业以保证煤泥及时刮至底流池。溢流由溢流槽收集至溢流管排出。
本发明中所述的沉淀池可利用井下巷道或废弃巷道来构建。具体说：将巷道两端封堵，整体结构基本为上宽下窄的梯形结构，两端挡水墙采用锚杆加固，两帮双排布置，底脚四排布置；沉淀池侧壁倾角大于65°以利于煤泥滑落至沉淀池底部汇拢至刮板输送机工作范围内，各壁面支护采用锚网喷支护工艺，并注浆加固，防止水仓长时间浸泡变形。
本发明的有益效果如下：
本发明的实施能够较为彻底地回收矿井水中的固体颗粒物，从而有效地解决井下水仓的清淤难题，主要技术特点和优点有：
(1)浓缩沉淀装置能够同时得到清澈的溢流和高浓度的底流，从而解决了矿井水仓清淤的难题；(2)矿井水中所含固体颗粒物(主要是煤泥)能够得到充分的回收，从而减少了污染，利用了资源；(3)经过处理后的矿井水再抽排上井后，基本能够达到直接外排的标准，大大简化了地面的矿井水处理系统；(4)井工矿的巷道开掘技术十分成熟，本设施还可以利用废弃巷道，既节约了成本，又节省了基建时间。
附图说明
图1为巷道浓缩沉淀池示意图。
图2为图1的I-I剖视图。
图中序号：1、矿井水进料口   2、斜板   3、刮板输送机   4、用于连接渣浆泵的管口   5、底流池   6溢流槽   7、溢流管   8、电机和减速器   9、密封套。
具体实施方式：
本发明以下将结合实施例(附图)做进一步详细说明：
如图1、2所示，本发明的装置包括设置在井下巷道内的沉淀池，该沉淀池整体结构为上宽下窄的梯形结构，在池底部设置有设备安装平台和下凹结构的底流池5，在池缘口处设置有矿井水进料口1和溢流槽6，且沉淀池侧壁倾角大于65°；在该沉淀池内腔的中上部以倾角为55°～65°的排列的方式安装有若干块斜板2，且各块斜板之间的间距为110mm～130mm；在位于斜板下方的池底设备安装平台上安装有刮板输送机3；在底流池5的侧壁上设置有用于连接渣浆泵的管口4。
本发明中所述刮板输送机和外部传动机构均采用填料密封的方式来避免煤泥水的渗漏。
本发明中设置斜板的目的是缩短颗粒沉降距离和沉降时间，同时增加了沉淀面积，并采用质轻、平整光滑且耐磨耐腐的材料制成。位于池底设备安装平台上的刮板输送机，可将底部沉淀煤泥刮至底流池，并通过渣浆泵排出；所述刮板输送机由电机带动，链条速度应保证对底部煤泥不产生扰动，连续作业以保证煤泥及时刮至底流池。溢流由溢流槽收集至溢流管排出。
本发明的工作原理如下：矿井水沿进料口1水平给入沉淀池，煤泥水在池体内缓慢的流动，前进的过程中受到水平推动力和自身重力两个力的作用，两个力的综合作用使煤泥颗粒在流动层中以一个曲线的轨迹运动，最终煤泥颗粒偏离流动层下沉至沉淀池底部，流动层的澄清水继续前移直至溢流端由溢流槽6收集经溢流管7排放至井下水仓，煤水分离便在此流动过程中实现；同时池体内部布置倾角为60°的斜板2来缩短了煤泥颗粒的沉降距离和沉降时间，增大设备的沉淀面积，使煤泥颗粒在短时间内高效率的沉降；等腰梯形的两个腰(即：两侧壁)其倾角设为65°不但利于沉积的煤泥滑落至池底，更重要的是将沉积的煤泥收集汇拢到挂板输送机3的工作范围内，以便于及时将煤泥刮至底流池5；刮板输送机3以一定的转速连续作业将沉淀池底部沉积的煤泥刮至底流池5由用于连接渣浆泵的管口4输送至渣浆泵；刮板输送机的链条传动速度由电机和减速装置8调节，其转速应保证底部稳定层不产生扰动而影响煤泥颗粒的沉降，其与刮板输送机机头处传动轴的连接采用填料密封的密封套9密封，保证煤泥水不渗漏外泄。当刮板机停车时尽量保证刮刀停滞在煤泥水溢流端，防止沉积煤泥压死刮板输送机。