[發明專利]一種工作面礦井水除固裝置及除固工藝

有效

• 申請號: 202010103408.7
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111233201B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 劉培坤;王輝;張悅刊;楊興華;姜蘭越
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F9/12;C02F103/10
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種工作面礦井水除固裝置，其特征在于：其包括依次連接的真空吸污裝置、氣液固三相分離裝置及旋流澄清裝置；

所述的真空吸污裝置包括至少一組儲污罐和文丘里噴射器，所述的文丘里噴射器連接在所述的儲污罐的上方，所述的文丘里噴射器上設置有氣源入口、進氣口和排氣口；所述的儲污罐包括儲污罐本體，在所述的儲污罐本體上設置有吸污管、排污管、輸氣管及抽氣管，在所述的吸污管、排污管、輸氣管及抽氣管上均設置有電動閥門，所述的進氣口通過法蘭連接至所述的抽氣管；

所述的氣液固三相分離裝置包括采用串聯連接的氣體分離平底旋流器和固液分離旋流器，所述的氣體分離平底旋流器包括氣體分離平底旋流器主體，在所述的氣體分離平底旋流器主體的頂部設置有第一溢流口，在其側上部設置有第一進料口及與所述的氣體分離平底旋流器主體底面相切的第一排料口；

所述的固液分離旋流器包括固液分離旋流器主體，所述的固液分離旋流器主體的頂部設置有第二溢流口，其側部設置有第二進料口，其底部設置有第二排料口；所述的旋流澄清裝置包括錐盤旋流澄清器，主要包括錐盤旋流澄清器主體、漿料入口、凈水口及沉物口；

所述的旋流澄清裝置還包括藥劑管道混合器和蠕動泵，所述的藥劑管道混合器和蠕動泵位于所述的錐盤旋流澄清器的前方，所述的藥劑管道混合器用于向所述的錐盤旋流澄清器中投放藥劑；

所述的儲污罐通過所述的排污管與所述的氣體分離平底旋流器的第一進料口連接，所述的氣體分離平底旋流器的第一排料口與所述的固液分離旋流器的第二進料口連接，通過所述的固液分離旋流器內部進行濃縮得到的含有微細顆粒的礦井水經所述的第二溢流口流出，經所述的漿料入口進入所述的旋流澄清裝置進一步處理；

所述的真空吸污裝置的前端設置有高壓氣泵。

2.根據權利要求1所述的一種工作面礦井水除固裝置，其特征在于：所述的氣體分離平底旋流器主體為高度可調的柱段。

3.一種工作面礦井水除固工藝，其特征在于，其采用權利要求1～2任一項所述的工作面礦井水除固裝置，所述的除固工藝包括以下步驟：

a、使得所述的儲污罐內形成真空負壓，并將含固礦井水和空氣吸入儲污罐內；

b、所述的儲污罐中的氣體和礦井水以一定的動能輸送至所述的氣體分離平底旋流器中；

c、在所述的氣體分離平底旋流器內部進行氣液分離得到氣體和第一底流礦漿物，氣體由第一溢流口排出，第一底流礦漿物通過第一排料口排出并通過第二進料口進入固液分離旋流器內部；

d、在所述的固液分離旋流器內部進行濃縮得到含有微細顆粒的礦井水和高濃度底流礦漿物，含有微細顆粒的礦井水由第二溢流口排出，并根據余壓進入所述的旋流澄清裝置；高濃度底流礦漿物通過所述的第二排料口排出，并給入置于其下方的脫水篩，進行進一步脫水；

e、所述的旋流澄清裝置對含有微細顆粒的礦井水通過加入絮凝藥劑和旋流方法進行再次澄清，得到清澈礦井水和微細顆粒絮團，其中清澈礦井水通過其凈水口溢出，微細顆粒絮團通過沉物口排出，并給入所述的脫水篩，將水分脫除；

f、通過所述的凈水口溢出的清澈礦井水，通過管道連通至井下水倉，作為井下開采回用水，經所述的脫水篩篩檢得到的固體顆粒運至井上。

4.根據權利要求3所述的一種工作面礦井水除固工藝，其特征在于：步驟a中，將吸污管、輸氣管和排污管的電動閥門關閉，通過高壓氣泵提供氣源壓力至所述的文丘里噴射器，并作用在所述的進氣口產生負壓，從而使得所述的儲污罐內形成真空負壓。

5.根據權利要求3所述的一種工作面礦井水除固工藝，其特征在于：步驟b中，含固礦井水與空氣在儲污罐充入至一定量時，此時儲污罐達到正壓平衡狀態，則吸污管的電動閥門通過PLC控制并關閉，同時，所述的輸氣管與排污管打開，儲污罐中含固礦井水與空氣受正壓壓力以一定動能輸送至所述的氣體分離平底旋流器中。