[發明專利]一種用于煤礦地下水庫的清淤系統及方法

有效

• 申請號: 202010879965.8
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN114108732B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 蔣斌斌;李井峰;郭洋楠;郭強;李庭;曹志國;李全生;顧大釗
• 申請（專利權）人: 神華神東煤炭集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院;國家能源投資集團有限責任公司
• 主分類號: E02F5/28
• 分類號: E02F5/28;E02B1/00;E03F5/26
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張高潔

本發明提供一種用于煤礦地下水庫的清淤系統及方法，其中該系統包括脈沖氣源輸出裝置、脈沖氣流管道、注水管、清淤管和地溝。其中，脈沖氣流管道位于清淤管外壁頂部。脈沖氣流管道其中一端位于地下水庫內且封閉，另一端與脈沖氣源輸出裝置連接。清淤管的其中一端伸入地下水庫，另一端伸入地溝，并且清淤管上正對地下水庫內礦井水流向的外側面設有第一開孔。脈沖氣流管道上設置有第二開孔且與第二開孔對應的位置設置有單向閥。注水管設置在礦井水流向的上游位置并伸入地下水庫。本發明涉及的用于煤礦地下水庫的清淤系統及方法，能夠根據煤礦地下水庫的自身特點和懸浮物的沉降特征快速清理淤積懸浮物，確保地下水庫凈化效果及水資源儲存調配。

技術領域

本發明涉及礦業工程技術領域，具體涉及一種用于煤礦地下水庫的清淤系統及方法。

背景技術

水資源是支撐煤炭資源開發、區域經濟發展和生態環境協調的基礎資源。隨著我國大型能源基地建設和煤炭資源開發向西部生態脆弱區轉移，煤炭規模開發使本已脆弱的生態環境和有限的水資源更加受到影響，西部生態脆弱區水資源短缺已成為制約我國煤炭工業科學發展的關鍵因素。經過實踐證明，煤礦地下水庫技術作為一種重要的煤礦開采水資源保護技術，已成功在神東礦區全面實施。

煤礦地下水庫運行過程中，礦井水在地下水庫內部的巖石裂縫和孔隙中運移，其自身所含懸浮物在自由沉降和巖體阻力的作用下得到去除，因此，煤礦地下水庫能夠去除礦井水懸浮物，進而凈化礦井水。然而，煤礦地下水庫內部巖體在長期的凈化過程中，由于懸浮物的累積，會造成巖體裂縫和孔隙淤積，從而影響地下水庫儲水空間的庫容和水質凈化效果，也會改變儲水巖體的滲透率，進而影響地下水庫內的水資源調配和使用。

目前，現有技術中的一些清理地下水庫、井下巷道、地面水庫的淤煤和泥沙的解決方案，存在對于煤礦地下水庫的適用性比較差，清淤技術耗時長，清淤范圍小和清淤效果并不理想的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能夠有效改善清淤效果、節省清淤時間和擴大清淤范圍的用于煤礦地下水庫的清淤系統及方法。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于煤礦地下水庫的清淤系統，包括脈沖氣源輸出裝置、脈沖氣流管道、注水管、清淤管和地溝。其中，脈沖氣流管道位于清淤管外壁頂部。脈沖氣流管道其中一端位于地下水庫內且封閉，另一端與脈沖氣源輸出裝置連接。清淤管的其中一端伸入地下水庫，另一端伸入地溝，并且清淤管上正對地下水庫內礦井水流向的外側面設有第一開孔。脈沖氣流管道上設置有第二開孔且與第二開孔對應的位置設置有單向閥。注水管設置在礦井水流向的上游位置并伸入地下水庫。

根據本發明的用于煤礦地下水庫的清淤系統，在充分考慮煤礦地下水庫的自身特點，將注水管設置在礦井水流向的上游位置，更加適用于地下水庫的清淤，且操作簡單易實現。通過脈沖氣源輸出裝置輸出間歇式、激烈爆發性的脈沖氣流能對進入清淤管內的懸浮物造成強紊流擾動，進而排出地下水庫，另外，脈沖氣流在礦井水上升過程中，也會對其上升路徑上的懸浮物造成擾動，疊加了擾動效果，因此極大程度上加強了清淤效果，并且間接節省了清淤能耗。

對于上述技術方案，還可進行如下所述的進一步的改進。

根據發明的用于煤礦地下水庫的清淤系統，在一個優選的實施方式中，清淤管上至少包括兩組第一開孔。

清淤管的多孔設計，使得大范圍清淤時效率更高，有效節省時間。

具體地，在一個優選的實施方式中，脈沖氣流管道包括與脈沖氣源輸出裝置連接的脈沖氣流母管和與脈沖氣流母管連接的脈沖氣流支管。脈沖氣流支管上設有第二開孔且脈沖氣流支管位于清淤管外壁頂部。脈沖氣流支管的其中一端位于地下水庫內且封閉，另一端與脈沖氣流母管連接。

清淤管和脈沖氣流支管的組合設計，使得在脈沖氣流對懸浮物形成強紊流擾動時能夠及時排除水庫，從而使得清淤效果更好。