[其他]矿井水仓

说明书

所属领域：矿井和隧道排水系统。

水仓是矿井和隧道排水系统的重要组成部分，国内外矿井排水系统中水仓的作用是储水和沉淀杂质。这种水仓清扫十分困难，需要做大量的准备工作，另设排水设施，并且成本高，效率低，特别是大部分人工清理水仓的矿井，更为严重，成为长期无法解决的问题。

本实用新型的目的是提供一种改进的水仓，使其既可使水仓储水量随时降到零；又可大量减少矿井涌水在水仓的大量沉淀；同时又可提供随时可以清扫水仓的条件。

本实用新型是通过下述结构来达到上述目的：这种结构包括水泵、清扫装置、沉井、吸水管、主体水仓、配水仓、水仓水沟、原吸水井等。

如附图1所示，其中1水泵、2清扫装置、3吸水管、4主体水仓、5配水仓、6沉井、7水仓水沟、8原吸水井。

本实用新型所提供的水仓是如何在排水系统中实现上述结果的呢？首先分析一下水仓杂质沉淀率和水仓储水量，有效沉淀时间及沉淀速度之间的关系。

设水仓储水量V，有效沉淀时间为t，杂质沉淀速度为u，则水仓任意时刻杂质沉淀量为：

W＝V·t·u        （Ⅰ）

如果（Ⅰ）式中水仓储水量V，有效沉淀时间t及杂质沉淀速度u任一项趋近于零时，这时的水仓杂质沉淀量为：

W＝0        （Ⅱ）

本实用新型所提供的水仓，能在排水系统中实现（Ⅱ）式所需条件。其原理如下：

如图1所示的水仓，在原吸水井（8）的下部，增设沉井（6），并将吸水管（3）延长到沉井下部。这样就提高了水泵的吸水能力，并可以达到在任意时刻使水仓储水降为零。

如果这时排水系统继续运行，并能保持最高效率，就达到了矿井排水和水仓使用的最佳状态。

随时使水仓储水量降为零和大量减少杂质在水仓的沉淀量的过程就是这样实现的。

随时清扫水仓，则是在随时消除剩水后，让矿井涌水集中于水仓水沟（如图1中的7所示）溢流实现的。

图1所示的水仓水沟（7），规格可以根据涌水量而定。一般以能溢流全部涌水为好。其坡度与主体水仓相同。图1所示的配水仓（5）底部以水仓水沟底面为基准，并与主体水仓坡度相同。

图1所示的清扫装置（2），其作用是用于沉井底部杂质的清扫，以保证沉井的正常使用。下面介绍几种清扫装置：

第一种：压力风式清扫装置。

这种清扫装置效果好，清扫时必须关闭排水闸门，待清扫完毕，汽泡溢出后，方可正常排水。

第二种：压力水式清扫装置。

在有压力水的情况下，可采用压力水式清扫装置。这种装置工作时水泵可正常运行。

第三种：自压力水式清扫装置。

这种清扫装置是利用水泵排水自压，正常排水后，即可进行清扫。

另外，还有机械式清扫装置。

如类似洗衣机波轮式；或螺旋桨式等清扫装置。

清扫装置的工作部分，可采用“I”字形，也可以采用“十”形或“井”字形。采用后两种时，沉井底部需平结构。

另外，在水仓入口处，配水仓入口处，吸水上面，都应设置滤网，以防止能堵泵杂物落入，这样就可以取消吸水管滤网，减少吸水阻力损失。

本实用新型所提供的水仓，如在传统水仓上改进，则应核算吸上高度，因为水仓正常液面可能下降0.8m～1.2m，所以，应通过核算确定水泵能否运行在高效区以内。

为了保证水泵能更好的适应这种水仓排水，其水泵两端填料密封可采用外供清水密封冷却填料箱。这样必须把平衡轴向力的尾水接至吸水管，以保证水泵填料箱两侧均成为负压状态。这样才能保证外供清水密封冷却效果良好。使清水泵不但可以排污水，而且技术指标胜过污水泵。

本实用新型所提供的水仓，在最佳状态下实施，可以使水仓储水量降为零；水仓杂质沉淀量趋近于零；同时，可以提供随时可以清扫水仓的条件。

在偏离最佳状态下实施，也能达到下述结果，现举一实施例加以说明：

其矿井正常小时涌水量30m³，最大涌水量60m³小时，测量排水高度270m，设计按装150D——30×11型水泵两台（11为改装加段），扬程338m，流量150m³／小时，按装吸程5m。

该井水仓容积为1200m³。

正常日涌水量为：30m³×24＝720m³／日。

最大涌水量为：60m³×24＝1440m³／日。