一种矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统

摘要

本发明公开了一种矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统，包括水仓抽泥系统、喂泥仓、排泥管路和控制系统。本发明的水仓抽泥系统通过吸泥管路将中央水仓内的高浓度泥水混合物收集到真空集泥罐，提高了水仓清淤机械化水平，提高了清淤效率，改善了职工作业环境，降低了作业风险；真空集泥罐将高浓度泥水混合物通过排泥管道输送到喂泥仓，喂泥仓内的泥水在自身重力作用下注入排泥管路，最后由中央水仓排水管路以“以水带泥”的方式直接将高浓度泥水排到地表，减少了清淤环节，实现了泥水的无泄漏清理，杜绝了水仓清淤、装车、提升、运输等各作业环节对现场环境的污染。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山井下清污设备领域，具体是一种矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统。

背景技术

矿山井下中央水泵房及配套水仓作为矿山设备设施的重要组成部分，直接影响着矿山的安全生产，为了防止淹井事故的发生，矿山相关设计规范对水仓蓄水容量的大小有明确的规定。但水仓在使用过程中由于淤泥的堆积，蓄水量会逐步缩小，进而使水仓蓄水安全可靠性降低。为此，在生产上需要定期对水仓淤泥进行清理，并将“无用”的淤泥运输到地表。目前，现有的矿井水仓淤泥的处理方式是：将沉积的淤泥块人工破碎后直接装入矿车，并将剩余的泥水混合物装入编织袋滤水后再装入矿车，最后经矿山提升系统提升1000多米运至地表，但这种处理方式不仅会加大矿山提升系统的运行负荷，而且在运输过程中容易造成提升运输线路及地表环境的污染。同时，淤泥块破碎、装袋、装车等各环节均为全人工作业，作业环境差，劳动效率低，已不适合目前矿山快速发展的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有矿井水仓淤泥处理方式存在的上述技术问题，提供一种清淤效率高、作业环境好的矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统，包括水仓抽泥系统、喂泥仓、排泥管路和控制系统；

所述水仓抽泥系统包括真空积泥罐，真空积泥罐顶部通过吸泥管路与中央水仓连通，通过吸气管与水环式真空泵相接；水环式真空泵底部设有注水管路，注水管路与水箱连通，水环式真空泵顶部通过第一排气管与汽水分离罐相连通；汽水分离罐顶部设有第二排气管，底部设有排水管；真空积泥罐顶部还设有料位检测器和供风管路，供风管路与压缩空气气源连通；

所述喂泥仓顶部通过排泥管与真空积泥罐底部连通，喂泥仓顶部还设有雷达料位计；

所述排泥管路位于喂泥仓正下方，且排泥管路中部与喂泥仓底部出口相连通，排泥管路上喂泥仓底部出口两侧均设有电动闸阀，排泥管路两端与中央水仓排水系统主管路两端相连通组成环形管，中央水仓排水系统主管路上喂泥仓底部出口两侧也均设有电动闸阀，环形管两侧开口，一侧开口与地表排水管连接，另一侧开口与中央水仓排水泵相连；

上述吸泥管路的刚性管路上、排水管上、吸气管上、注水管路上、排泥管上、喂泥仓底部出口均设有电动闸阀；

所述控制系统为PLC控制系统，PLC控制系统分别与中央水仓排水泵、水环式真空泵、各电动闸阀、料位检测器以及雷达料位计电连接。

进一步地，所述吸泥管路由刚性管路和柔性管路两部分组成，刚性管路由集泥罐顶部延伸至中央水仓中部，柔性管路与刚性管路末端相连并延伸至中央水仓底部。

进一步地，所述控制系统还包括电动闸阀控制箱和真空泵控制箱，电动闸阀控制箱与各电动闸阀电连接，真空泵控制箱与各真空泵相连接，用于在现场手动方式下控制真空泵的启停、各电动闸阀的打开和关闭。

与现有矿井水仓淤泥处理方式相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的水仓抽泥系统通过吸泥管路将中央水仓内的高浓度泥水混合物收集到真空积泥罐，提高了水仓清淤机械化水平，提高了清淤效率，改善了职工作业环境，降低了作业风险；真空积泥罐将高浓度泥水混合物通过排泥管道输送到喂泥仓，喂泥仓内的泥水在自身重力作用下注入排泥管路，最后由中央水仓排水管路以“以水带泥”的方式直接将高浓度泥水排到地表，减少了清淤环节，实现了泥水的无泄漏清理，杜绝了水仓清淤、装车、提升、运输等各作业环节对现场环境的污染。

附图说明

图1为本发明矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统中各装置的连接关系示意图；

图2为本发明矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统的电路连接关系示意图；

附图标记：1、中央水仓；2、吸泥管路：2-1、刚性管，2-2、柔性管； 4、真空积泥罐；5、水环式真空泵；6、排水管；7、汽水分离罐；8、第一排气管；9、第二排气管； 11、注水管路；13、吸气管；15、供风管路；18、排泥管；20、喂泥仓；21、雷达料位计；22、排泥管路；23、中央水仓排水泵；26、中央水仓排水系统主管路；29、地表排水管；30、料位检测器；

图中标号3、10、12、14、16、17、19、24、25、27、28均为电动闸阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

参照图1-图2，本发明提供的一种矿山井下中央水仓高浓度泥水清理系统，包括水仓抽泥系统、喂泥仓20、排泥管路和控制系统；

其中，水仓抽泥系统包括真空积泥罐4，真空积泥罐4顶部通过吸泥管路2与中央水仓1连通，通过吸气管13与水环式真空泵5相接；水环式真空泵5底部设有注水管路11，注水管路与水箱（现有技术，图中未示出）连通，水环式真空泵5顶部通过第一排气管8与汽水分离罐7相连通；汽水分离罐7顶部设有第二排气管9，底部设有排水管6；真空积泥罐4顶部还设有料位检测器30和供风管路15，供风管路15与压缩空气气源（现有技术，图中未示出）连通。喂泥仓20顶部通过排泥管18与真空积泥罐4底部连通，喂泥仓20顶部还设有雷达料位计21。排泥管路位于喂泥仓20正下方，且排泥管路中部与喂泥仓20底部出口相连通，排泥管路上喂泥仓20底部出口两侧均设有电动闸阀24、28，排泥管路22两端与中央水仓排水系统主管路26两端相连通组成环形管，中央水仓排水系统主管路26上喂泥仓20底部出口两侧也均设有电动闸阀25、27，环形管两侧开口，一侧开口通过排水管路29通向地表，另一侧开口与中央水仓排水泵23相连。

上述吸泥管路2的刚性管路2-1上、吸气管13上、排水管6上、注水管路11上、排泥管18上、喂泥仓20底部出口分别设有电动闸阀3、14、10、12、17、19。排水管6上的电动闸阀10也可以是手动球阀。

本发明的控制系统为PLC控制系统，PLC控制系统分别与中央水仓排水泵23、水环式真空泵5、各电动闸阀、料位检测器30以及雷达料位计21电连接。

为了达到更好的吸泥效果，本发明设置吸泥管路2由刚性管路2-1和柔性管路2-2两部分组成，刚性管路2-1由真空集泥罐4顶部延伸至中央水仓1中部，柔性管路2-2与刚性管路2-1末端相连并延伸至中央水仓2-1底部，可确保将中央水仓2-1底部的淤泥吸附干净。

为了可以在现场手动方式下控制水环式真空泵5的启停，以及各电动闸阀的打开和关闭，本发明的控制系统还包括电动闸阀控制箱和水环式真空泵控制柜，电动闸阀控制箱与各电动闸阀电连接，水环式真空泵控制柜与水环式真空泵5相连接。

本发明所述的水环式真空泵5采用了SZ-3型真空泵；真空积泥罐4采用钢板卷制后焊接而成，耐压1.8MP；汽水分离罐7采用δ=8的普通钢板卷制、焊接而成；柔性管2-1为CPVC钢丝透明管，内径为ф80，工作压力为1.1MP；排泥管路22为ф273无缝流体管，中央水仓排水系统主管路26、地表排水管29为ф273无缝流体管；真空积泥罐4上设置的料位检测装置30为音叉料位计。

本发明工作原理和工作过程：清淤前先通过PLC控制系统控制中央水仓排水泵23启动，将中央水仓1中的清水排出，岗位人员将柔性吸泥管管头插入中央水仓1底部的高浓度泥水中，通过PLC控制系统控制电动闸阀16、17关闭，电动闸阀3、14打开，打开注水管路11上的电动闸阀12，排水管6上的电动闸阀10，启动水环式真空泵5，水环式真空泵5通过吸气管13将真空积泥罐4中空气吸入真空泵内腔，接着，水环式真空泵5通过第一排气管8将泵腔内的汽水混合物排入汽水分离罐7，汽水混合物经汽水分离后空气从第二排气管9排出；随着真空积泥罐4内真空度的增大，外界压力将中央水仓1中高浓度泥水通过柔性管2-2和刚性管2-1压入真空积泥罐4，真空积泥罐4内泥水满罐时，音叉料位计发出声光报警，并向PLC控制系统发送满仓电信号。PLC控制系统控制电动闸阀3、14、24、28关闭，排泥管18上的电动闸阀17和供风管路15上的电动闸阀16打开，压缩空气将真空集泥罐4中高浓度泥水通过排泥管18压入喂泥仓20，中央水仓1一次清泥过程完成。反复循环，当压入喂泥仓20的泥水满仓后，雷达波料位计将声光报警信号和电信号反馈到PLC控制系统，PLC控制系统控制电动闸阀19打开，喂泥仓20内泥水排入排泥管路22，喂泥仓20放空后，PLC控制系统控制电动闸阀19、中央水仓排水系统主管路26上的电动闸阀25、27关闭，将排水模式切换到排泥模式，并控制中央水仓排水泵23启动，延时10s后,控制排泥管路22上的电动闸阀24、28打开，将排泥管路22内的高浓度泥水通过排水管路29排到地表。

其中，排水管6上的电动闸阀10也可以是手动球阀，汽水分离罐7中的水可通过手动控制手动球阀的开启从排水管6排出。

以上所述的仅是发明的较佳实施例，并不局限本发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同变型和改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。