[发明专利]矿井承压水自排系统

说明书

技术领域

本发明属于矿山开采井下排水设备，尤其涉及一种矿井承压水自排系统。

背景技术

地下水有两种不同的埋藏类型，即埋藏在第一个稳定隔水层之上的潜水和埋藏在上下两个稳定隔水层之间的承压水。随着矿井开采深度不断增加，当达到承压水的位置时，因受到静水压力的影响，则承压水会涌入矿井，造成突水事故，其突水后的水位高度由承压水的压力决定。

在煤矿生产中，突水是仅次于煤矿瓦斯突出的严重事故。中国大部分矿区水文地质与构造地质条件十分复杂，65％左右的矿井受严重突水威胁。导致煤矿突水事故的原因非常复杂，除自然条件外，还有与管理水平比较低、生产技术和防治能力比较差有密切关系。

目前矿井防治突水的技术措施主要有以下几种：

1、地面防水，包括修筑防洪沟、河流改道或河流防渗、封填老窿井口；

2、井下防水治水，包括采掘前钻孔探水、阻断水路隔绝水源主要采用水闸门阻绝水源、采用水闸墙阻断水源、采用注浆堵水、采用封闭水泵房；

3、预先排水、疏干降压，包括地面钻孔疏干降压、井下钻孔疏干降压、利用巷道疏干。

限于技术条件，目前还无法辨识突水前兆信息进而进行预警；因此，预先排水、疏干降压仍是矿井防治水灾害的主要方法。目前排水设备以离心泵和潜水泵为主，但用泵排水耗电量大，成本很高，且需专人值班，手动起、停设备，安全性较差。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种启动后即可自动将煤层涌出的承压水排到井上，无需额外能源，也无需人工管理的矿井承压水自排系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：矿井承压水自排系统，其特征在于：包括具有进水口38、40和出水口39、41的承压水增压装置和自动换向装置，自动换向装置的动力输出端通过水管46、47与承压水增压装置的动力输入端连接，承压水增压装置的动力输出端与自动换向装置的动力输入端连接；所述承压水增压装置包括左缸体3、中间缸体4和右缸体5；左缸体3与中间缸体4内壁之间设有环形的左隔离块6，右缸体5与中间缸体4内壁之间设有环形的右隔离块7，左缸体3和中间缸体4内设有左柱塞8，中间缸体4内设有中间活塞9，中间缸体4和右缸体5内设有右柱塞10，左柱塞8、中间活塞9和右柱塞10为一体结构；左柱塞8与左隔离块6的内壁滑动配合连接，中间活塞9与中间缸体4的内壁滑动配合连接，右柱塞10与右隔离块7的内壁滑动配合连接，中间活塞9将中间缸体4隔离为两环形空腔11、12，这两环形空腔11、12分别通过水管46、47与自动换向装置的动力输出端连接，所述自动换向装置包括液压油缸和具有一个进水口19、两个进出水口20、21和两个排水口22、23的换向阀套24，液压油缸包括设在左缸体3左端部的左液压油缸13和设在右缸体5右端部的右液压油缸14；换向阀套24的进出水口20通过水管46与中间缸体4内的环形空腔11连接，换向阀套24的进出水口21通过水管47与中间缸体4内的环形空腔12连接；换向阀套24内设有二位四通结构的换向阀芯25，换向阀套24内的换向阀芯25一端设有一个限位钢球26和两个限位钢球槽27；换向阀套24内的换向阀芯25左端的空腔连接有左蓄能器28、左注油单向阀29、左输油管30；换向阀套24内的换向阀芯25右端的空腔连接有右蓄能器31、右注油单向阀32、右输油管33；左输油管30与左液压油缸13连接，右输油管33与右液压油缸14连接。

所述左液压油缸13内设有滑动配合的小柱塞15，右液压油缸14内设有滑动配合的小柱塞16。小柱塞15伸入到左缸体3内部，小柱塞16伸入到右缸体5内部，左柱塞8左端部设有可与小柱塞15右端顶压配合的凹槽17，右柱塞10右端部设有可与小柱塞16左端顶压配合的凹槽18。

所述承压水增压装置的进水口38设在左缸体3上，进水口40设在右缸体5上；承压水增压装置的出水口39设在左缸体3上，出水口41设在右缸体5上；与左缸体3上的进水口38相连的水管42上设有第一单向阀34，与右缸体5上的进水口40相连的水管43上设有第二单向阀35，与左缸体3上的出水口39相连的水管44上设有第三单向阀36，与右缸体5上的出水口41相连的水管45上设有第四单向阀37。

所述自动换向装置的进水口19连接的进水管48上设有工作开关49和总开关50。

所述承压水增压装置下部设有支架1。

所述自动换向装置下部设有支座2。

采用上述结构，达到的有益效果分别为：