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矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统及安装方法与流程

2022-02-21 09:11:34 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及矿井水灾事故应急救援技术领域,具体涉及一种矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统及安装方法,在井工开采、且无运输轨道或运输轨道遭到破坏的煤矿、非煤矿山发生水灾事故后,由救援人员深入井下快速构建的浮泵式应急排水模式,以便大流量强排降低水位,从而争取时间搜救遇险矿工和尽快恢复生产。


背景技术:

2.我国矿山数量众多、开采向深部延伸,矿井涌水量呈增大趋势。近几年,以斜井为主的矿山水灾事故正处于易发期,随着采深加大,透水事故呈现加重的趋势,已成为仅次于瓦斯爆炸的第二大灾害,会造成一系列的环境和生态问题。矿山水灾事故发生后,矿井应急工作的关键阶段为抢险救灾和治水保矿。斜井水灾事故的抢险通常采用矿用接力泵与传统的矿用离心式水泵组合后配接无缝钢管、球墨铸铁管或sep复合管的排水作业模式,均通过由钢制轮对构成的下泵车和若干下管车承载并借助矿井现有提升设备沿轨道依次下放完成水泵与硬质管路、硬质管路之间的过渡连接组合后使水泵布设于动水面以上。采用此种追排水方式需随水面的持续下降不断补充安装硬质管路以使水泵靠近动水面,存在以下技术问题:
3.(1)对于部分建设年代较早的矿井,井下运输条件并不完善,无轨、轨道规格不标准、轨道铺设不全的情况较多,且灾害发生后轨道极有可能遭受破坏,使得由钢制轮对构成的下泵车和若干下管车难以移动;
4.(2)矿用离心式水泵在斜井抢险排水过程中稳定性、可靠性欠佳,目前在实际应用中广泛采用矿用潜水泵替代;
5.(3)多节硬质管路长距离串接形式普遍存在重量体积大、井下牵引运输机动性差和缺乏快速连接装置,而且采用法兰端面结合和螺栓紧固的传统方式安装费时费力;
6.(4)水泵、管路、阀门、过渡连接装置等的匹配连接、整体移动及水泵的供配电等工艺流程复杂,辅助设备多,配套的附属部件如动力接口、插件等由于没有统一的标准规范体系,互换性、通用性欠佳,难以快速形成救援合力;
7.(5)固定安装的矿井现有提升设备不满足绳速大范围调控、多工作模式切换和按需灵活布设等实际需要,而常规的矿用调速绞车最低绳速偏高、容绳量不足且高速出绳时牵引拉力偏小,缺乏适用于系统构建和整体移动的动力供给技术手段。
8.(6)现场供电条件限制,且设备功能不全,无法实现对用电设备的动力驱动和综合保护。
9.我国现有38支国家级矿山应急救援队伍,多数已配备矿用水泵及其运输、安装、使用所需配套部件和辅助设备,具备应急排水的功能定位,但由于缺乏专业技术培训和现场应急处置经验,难以真正盘活排水装备。当矿山突发重大及以上透水事故时,主要依靠6个矿山专业排水站,其中郑州、开滦、峰峰三个北方排水站主要面向竖井构建大流量、高扬程矿用潜水泵与钢管垂直吊装的重型排水系统,有轨斜井排水也主要借助钢管,而江西、邵
阳、四川三个南方排水站主要应对中小型斜井透水事故,已与各类矿用水泵搭配构建过有轨斜井应急排水单泵模式、串联模式、并联模式、分级模式、残水排除模式。因此,目前亟需一种适用于无轨斜井轻量化快速构建的成熟装备体系和工艺模式。


技术实现要素:

10.本发明的目的之一在于提供一种矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统,通过快速铺设结合了轨枕的应急轻便轨道创造移动运输条件,并采用硬质金属管路和浮艇支撑浮泵浸没于水中并输水至主矿用潜水泵,后经附加有缓闭功能的软体非金属管路组合串联后将水源继续接力向井上输送,可完整地呈现出轻型可移动式集成配套的装备体系。
11.为了达到上述目的,提供了一种矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统,包括浮泵排水子系统、主泵排水子系统和牵引移动子系统;
12.所述浮泵排水子系统包括浮泵,其外表面安装的支架向上垂直固定于水面漂浮的浮艇,利用矿井水的浮力使浮泵悬置于动水面以下固定深度,浮力可在水池中试验确认;所述浮泵的出水口通过法兰端面结合和螺栓紧固方式依次串联有逆止阀、分段组合式的硬质金属管路和过渡短节;所述硬质金属管路下方设置有若干托管橡胶轮对;
13.所述主泵排水子系统包括主泵、包覆主泵的吸水罩,以及设置在吸水罩下方的托泵车;所述主泵出水口与缓闭阀门、放水控制短节、过渡弯头经法兰端面结合和螺栓紧固方式沿水源抽送方向依次首尾连接;所述吸水罩为套接在主泵外端使两者形成充水夹层的封闭壳体,与过渡短节的出水口通过法兰端面结合和螺栓紧固方式连通,并经螺栓紧固方式与承载主泵和吸水罩的托泵车结合后可沿巷道斜坡方向在人工临时铺设的应急轻便轨道上移动;所述放水控制短节为具有水源的导通、截止和旁路引流排放及压力显示功能的组合件;所述过渡弯头出水口通过快速连接方式与多段组合式软体管路串联组合后将水源抽送至指定地点,过渡弯头与软体管路之间、各段软体管路之间均通过快速连接方式沿水源抽送方向依次首尾连接;
14.所述牵引移动子系统包括矿用双速绞车、钢丝绳及逐段拼接的应急轻便轨道;所述矿用双速绞车在传统的绞车传力技术基础上设置有高低两种调速档位;所述钢丝绳一端固定安装在矿用双速绞车上,另一端连接浮泵或托泵车;所述应急轻便轨道用于承接托泵车在沿巷道斜坡方向上移动;
15.有益效果:
16.1.浮泵排水子系统中浮泵、支架和浮艇的组合,使得浮泵始终位于水下固定深度,避免了浮泵与斜井围岩相接触,提供保护作用的同时构建了强排涌水的模式,并经硬质金属管路的刚性连接避免了浮泵在水中窜动和按非既定施力方向移动,保证了持续向主泵抽水,且排水过程中无需人为主动调节浮泵的安置位置,极大地提高了工作效率,减少了人力投入。主泵排水子系统中集成吸水罩的主泵,实现潜水泵非潜水运行模式,克服了潜水电泵必须潜没水中运行的技术障碍,扩大了潜水电泵应用范围。牵引移动子系统使得托泵车能够通过双速绞车、钢丝绳和应急轻便轨道方便且省力的运输到指定位置,有效解决了斜井无轨道时的排水要求,同时可实现排水、铺轨、移动一体化作业,直到将水排至井底,从而创造了滚动运输条件,并发挥了一机多用的传动效能。
17.2.本方案创建了对指导无轨斜井应急排水系统现场合理安装、快速运行出水具有
重要应用价值的成套技术方案,涉及的类别全面且可完整、清晰、直观地反映出排水水泵及其所有相关的配套部件和辅助设备配置明细和配套部件、辅助设备之间的组合连接关系,对水泵轻量化运行具有指导意义,具备成套性、适应性、通用性、机动性特点,解决了目前系统配置混乱,部件组合和衔接不畅,严重影响救援效力的问题。
18.3.本方案形成了可直接指导现场作业的工艺模式图,可规范矿山应急排水系统的安装、使用,重点解决了其运行模式和布局难构建的实际问题,优化组合了系统保障和运输安装所需各类设备,具有全面性、综合性、系统性特点,为目前矿用潜水泵应对复杂透水事故提供了抢险应急排水工艺技术解决方案,是未来标准化建设的核心,将改变目前监管监察、考核、评定等缺乏依据的现状。
19.4.本方案提出了矿山应急排水的软体管路轻量化适用性先进理念和软起软停、防水锤等安全控制要求及矿用潜水泵配置高强度密封吸水罩的新型结构,并融合了基于浮艇、支架的浮泵水中悬浮模式,硬质管路和软体管路相结合的载体输水模式,托管橡胶轮对和托泵车作用于应急轻便轨道的窄轨重载移动模式,矿用双速绞车提供的降速省力模式,解决了浮泵、主泵接力输水及井下斜式移动牵引、提升和可靠悬吊、支撑的技术难题。
20.进一步,还包括供配电子系统;所述供配电子系统包括用于检测水位和温度的浮泵检测装置和主泵检测装置,以及经浮泵动力电缆、主泵动力电缆分别向浮泵、主泵提供动力驱动的交流电能和经浮泵控制电缆、主泵控制电缆分别获取浮泵检测装置、主泵检测装置对运行工况的反馈信号,并分别调控浮泵、主泵运行状态的浮泵电控设备、主泵电控设备;所述浮泵检测装置、主泵检测装置分别布置于浮泵、主泵内,并分别连接于浮泵控制电缆、主泵控制电缆的一端;所述浮泵动力电缆和浮泵控制电缆均为防水型的煤矿用橡套软电缆,另一端分别连接浮泵电控设备;所述主泵动力电缆和主泵控制电缆均为防水型的煤矿用橡套软电缆,另一端分别连接主泵电控设备;所述浮泵电控设备和主泵电控设备可以是集成有配电开关、供电保护、相序鉴别、平滑起动功能的非防爆型起动控制柜,也可以是具备此功能的防爆真空开关和防爆低压软起动器分项串接的矿用单体,供电保护包括对水位、过载、温度、过流、漏电等的保护。
21.有益效果:供配电子系统的设置,构建了浮泵、主泵的供电控制与浮泵检测装置和主泵检测装置的控制信号传递的实施途径,实现了对用电设备的综合安全自检、异常紧急断电、低功耗起停控制、稳定耗电运行,而且便于前期的组装以及后续的拆卸与维修。
22.进一步,还包括斜井语音信号传输子系统;所述斜井语音信号传输子系统包括位于浮泵位置的浮泵语音通话装置、位于主泵位置的主泵语音通话装置、位于矿用双速绞车位置的绞车语音通话装置,以及位于浮泵电控设备和主泵电控设备位置的电控设备语音通话装置,供各点位操作人员便携使用。
23.有益效果:斜井语音信号传输子系统中各语音通话装置的设置,可方便各点位的工作人员集群对讲、统一行动,从而保障设备的快速协同安装和高效运行,避免某一环节缺失造成无法指挥联动,从而降低工作效率。
24.进一步,所述软体管路为矿用可扁平盘卷热塑性聚氨酯非金属软管或可拖式不锈钢金属软管;所述软体管路包括管体,是由内、外聚氨酯胶层中间叠加织物增强层复合构成的阻燃抗静电非金属管体或由多层不锈钢织网叠加构成的金属管体;所述管体端部内表面套于管尾外表面以支撑管体成圆筒状,其端部外表面通过抱箍压紧使管体与管尾进一步贴
合紧固;所述管尾为套筒状,为防止组合锁扣对接时渗漏液体,在其端面开沟槽嵌入密封圈,并在外圆表面分别设凸台和凹槽,通过凸台端面和凹槽内卡入的挡圈共同限制组合锁扣轴向移动;所述抱箍由多个弧形分割体逐段包覆于非金属管体外表面并采用螺栓周向紧固方式拼接成完整的圆环或由单个完整的圆环直接套于金属管体外表面并通过封装、焊接等工艺与管尾和金属管体固结,在其外圆表面上等角度焊接若干基座;所述组合锁扣含多只等角度均布于圆周的扣件,相邻锁扣之间形成沟槽,通过扣件与沟槽的咬合实现两软体管路之间、软体管路与过渡弯头之间的轴向和径向固定连接;所述密封圈用于两组合锁扣对接时的端面同轴弹性挤压密封;所述基座居中开通孔,穿入用于防止管体通水承压后窜动的连接耳环。
25.有益效果:软体管路相比于硬质管路,集成插接旋转、端面轴向压缩密封的连接技术,具有可盘卷、重量轻、运输和装拆便捷、铺设和撤收速度快等优点,适应紧急事故中的快速反应及紧急布放,单根长度不受限制,避免了组合安装硬质管路时各段需要同轴、弯道铺设需要专用的金属弯管变向连接和端部法兰对接后需要多螺栓锁紧等不足,且设有用于防滑、防坠的绳索固定用连接耳环,其与软体管路可靠结合,可有效解决管路内高压流体动态作用使管路系统无法静止稳定工作的现场实际问题,使系统安装技术难度降低、安装时间缩短、救援工作效率提高、铺设路径更方便调整,对于保证透水事故中的黄金救援时间极其重要。
26.进一步,所述牵引移动子系统还包括可移动滑轮组,用于在矿用双速绞车高速档牵引拉力不足和低速档绳速较高时,加装于矿用双速绞车和托泵车之间,通过对若干个滑轮单体采用不同的绕绳方式,有选择性地成倍降低矿用双速绞车的牵引拉力和被牵引设备的移动速度;所述可移动滑轮组包括若干并列叠加的挡板,相邻两者之间均夹有单个滑轮,通过各端面两侧开孔后贯穿挡板支撑轴实现径向定位,并在相邻挡板之间裸露的挡板支撑轴的外表面均分别套入挡板间套管实现轴向定位,两外侧挡板的底面固连于底部的托架;所述各滑轮中孔均分别插入挡板端面居中开孔后贯穿的中轴实现径向定位和旋转支撑,轴向由其相邻挡板端面限位;一挡板间套管外表面固连挂钩,用于将牵引输水链路的钢丝绳一端绑紧;所述托架为上述部件的承载和矿井轨道运输专用轮对的悬挂支撑及抗牵引拉力作用产生弯曲变形等提供刚性平台。
27.有益效果:可移动滑轮组由单体滑轮叠加组合构成,在应急轻便轨道滚动滑移,可作为动滑轮组通过钢丝绳的套结与相当于定滑轮组的矿用双速绞车交互,增进矿用双速绞车的牵引效果,可有效解决输水链路沿坡下行移动速度过快、拉力不足的现场实际问题。
28.本发明的目的之二在于提供一种矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统的安装方法,所述方法应用于上述系统,指导其快速、科学构建,具体包括以下步骤:
29.安装矿用双速绞车,并构建链接浮泵、主泵、矿用双速绞车、浮泵电控设备和主泵电控设备的斜井语音信号传输子系统;
30.在地面组装短型应急轻便轨道,用矿用双速绞车将其运输到斜井宽敞处堆码备用,并从井口沿巷道斜坡方向下行逐段敷设,并选装可移动滑轮组;
31.钢丝绳一端栓于浮泵,利用矿用双速绞车下放浮泵和支架、浮艇的结合体到水中,用托管橡胶轮对架起硬质金属管路并调节浮泵与硬质金属管路的高度,将硬质金属管路与浮泵出水口已预先安装的逆止阀进行连接并保持浮泵在水中的悬浮状态;
32.切换钢丝绳一端于托泵车,利用矿用双速绞车下放主泵、吸水罩和托泵车的结合体到预定位置,调节浮泵出水口高度,使逐段组合后的硬质金属管路对准主泵吸水罩进水口已预先安装的过渡短节进行连接;
33.沿应急轻便轨道逐段敷设软体管路,串联组合的软体管路进水口与主泵出水口过渡弯头连接,并将其末端出水点设在指定地点处,完成输水链路的构建;
34.沿井下斜帮壁分别敷设浮泵动力电缆和浮泵控制电缆及主泵动力电缆和主泵控制电缆,在上车场或井上地面安装浮泵电控设备和主泵电控设备,核实相序,完成电路供配电子系统安装;
35.启动浮泵,当吸水罩中充水后,启动主泵;在正常接力排水过程中,根据水位下降速度确定或修正矿用双速绞车的钢丝绳出绳速度,直至斜井中水位下降至安全线以下。
36.有益效果:
37.安装方法主要是对矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统关键性安装工艺技术要点的说明,是针对以往透水事故救援案例中系统构建方面亟待解决的问题所呈现的具体对策,增强了装备体系现场安装的可行性。
附图说明
38.图1为本发明矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统的整体结构组成及布局主视图。
39.图2为本发明的整体结构组成及布局俯视图;
40.图3为本发明的软体管路连接结构主视图;
41.图4为图3中软体管路连接结构在a-a处的侧视图;
42.图5为本发明的可移动滑轮组主视图;
43.图6为本发明的可移动滑轮组俯视图;
44.图7为本发明的可移动滑轮组侧视图。
具体实施方式
45.下面通过具体实施方式进一步详细说明:
46.说明书附图中的附图标记包括:浮泵1、支架2、浮艇3、浮泵动力电缆4、浮泵检测装置5、浮泵控制电缆6、逆止阀7、浮泵电控设备8、硬质金属管路9、过渡短节10、主泵11、吸水罩12、托管橡胶轮对13、主泵动力电缆14、主泵检测装置15、主泵控制电缆16、缓闭阀门17、放水控制短节18、过渡弯头19、托泵车20;应急轻便轨道21、主泵电控设备22、钢丝绳23、矿用双速绞车24、软体管路25、转弯立柱26、可移动滑轮组27、管体28、管尾29、抱箍30、组合锁扣31、密封圈32、挡圈33、螺栓组件34、基座35、连接耳环36、挡板37、挡板支撑轴38、挡板间套管39、挂钩40;滑轮41、中轴42、托架43、轮对44、浮泵语音通话装置45、主泵语音通话装置46、绞车语音通话装置47、电控设备语音通话装置48。
47.实施例
48.如图1、图2所示,矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统,主要包括浮泵排水子系统、主泵排水子系统、牵引移动子系统、供配电子系统和斜井语音信号传输子系统。
49.所述浮泵排水子系统包括浮泵1、支架2、浮艇3固结形成的组合体,浮泵1出水口后通过法兰端面结合和螺栓紧固方式依次串联逆止阀7、分段组合式硬质金属管路9、过渡短
节10,还包括用于承载和移动硬质金属管路9的若干托管橡胶轮对13。
50.本实施例中,浮泵1为流量(200~300)m3/h、扬程(20~100)m、质量不超过500kg的低扬程大流量矿用潜水泵,浮艇3可以是由抗摩擦火花冲击的金属材料制成的中空封闭式容器,也可以是由阻燃抗静电的橡胶、塑料等非金属材料制成的中空封闭式容器,外观为筒状或环状,可额外具有充气功能。
51.上述逆止阀7为用于防止停泵瞬间水锤冲击,对泵体造成破坏而立刻切断回落水体的单向截止阀,其出水口与长度不超过50m的多段组合式硬质金属管路9、过渡短节10依次串联组合后将水源抽送至主泵11壳体外覆盖的吸水罩12内,逆止阀7与硬质金属管路9之间、各段硬质金属管路9之间、硬质金属管路9与过渡短节10之间,及过渡短节10与吸水罩12 之间均通过法兰端面结合和螺栓紧固方式沿水源抽送方向依次首尾连接。
52.上述硬质金属管路9可以是无缝钢管,也可以是球墨铸铁管,通过阻燃抗静电的托管橡胶轮对承载和沿巷道斜坡移动,托管橡胶轮对轴线与硬质金属管路9中心线成90
°
固定。
53.所述主泵排水子系统包括主泵11、吸水罩12、与吸水罩12结合的托泵车20,主泵11 出水口后通过法兰端面结合和螺栓紧固方式依次串联防水锤缓闭阀门17、放水控制短节18、过渡弯头19及通过快速连接方式与过渡弯头19出水口串联的多段组合式软体管路25,软体管路25通过转弯立柱26实现变向铺设。
54.本实施例中,所述主泵11为流量(200~300)m3/h、扬程(100~300)m的下机上泵式高扬程、大流量矿用潜水泵,通过主泵11壳体外覆盖的吸水罩12形成封闭的充水空间,为主泵11提供湿式工作环境,并由浮泵1作为接力输水或集水输送装置向主泵11持续输送固定流量的水源,主泵11的额定流量应不小于浮泵1的额定流量。当采用下泵上机式矿用潜水泵作为主泵11时,则取消吸水罩12,将主泵11的吸入口直接与过渡短节10连通。
55.上述缓闭阀门17可以是多功能水泵控制阀,也可以是管力阀,可使管道内水体短时变流量排放,即通过阀门外控回路中的调节阀调节活塞缸内活塞的上下运动速度,使阀板缓开和缓闭,用于解决停泵瞬间水锤高压所产生的软体管路破裂问题,应根据流道通径选用,即 dn100时配接多功能水泵控制阀、dn150、dn200时两者均可配接。
56.上述放水控制短节18为可实现主流道导通和截止控制、主流道放水支路导通和截止控制、主流道内水源压力显示的集成化过渡连接装置,停泵拆卸输水链路前需通过此装置对主流道进行放水泄压。
57.如图3、图4所示,上述软体管路可以是非金属的软体管路,如矿用可扁平盘卷热塑性聚氨酯(tpu)软管,是用于密封的tpu原料和植入了导电纤维起到承压保型和导除静电作用的高强度涤纶长丝纤维增强层通过挤出机一次挤出、一次成型的非金属管体,三层结构完全融为一体,具备阻燃、抗静电、防腐蚀、抗老化、耐磨损、耐低温等特性,且对输送介质无污染。也可以是金属的软体管路,如可拖式不锈钢金属软管,由多层不锈钢织网叠加构成的金属软体管路。
58.软体管路25是一种正压输水装置,包括管体28、管尾29、抱箍30、组合锁扣31、密封圈32、挡圈33、螺栓组件34、基座35、连接耳环36。所述管体28端部内表面套入管尾 29的外表面,待两者紧密贴合后,将分段式弧形抱箍30拼接于已包覆管尾29的管体28区域外表面,通过螺栓组件34将各相邻弧段依次紧固形成完整的套筒状,或将整体式抱箍30 套接于已
包覆管尾29的管体28区域外表面,通过焊接方式使管体28与抱箍30固结。本实施例中,抱箍30由多个弧形分割体逐段包覆于非金属管体外表面,抱箍30具体设置为四段;所述管尾29外表面居中焊接有开孔穿入连接耳环36的基座35,在安装管体28、抱箍30前已预先依次穿入组合锁扣31、挡圈33;所述组合锁扣31依靠管尾29的轴肩端面和陷于管尾29凹槽的挡圈33端面实现轴向定位并留有轴向可移动间隙,端面嵌入密封圈32;所述密封圈32在两组合锁扣31相互插接旋转、咬合锁紧时通过挤压形变起到端面轴向压缩密封作用。
59.所述牵引移动子系统由矿用双速绞车24、可移动滑轮组27、钢丝绳23及逐段拼接的应急轻便轨道21构成。
60.所述矿用双速绞车24设置高低两种调速档位,高速时主要用于部件沿斜坡下行安装和系统整体沿斜坡上行及系统拆除后各部件逐项撤出,而低速时主要用于系统整体沿斜坡以绳速(0.1~2)m/min下行追排水,如果高速档牵引拉力不足和低速档绳速较高,在其斜坡下行方向上加装适用于矿井轨道运输的可移动滑轮组27。
61.所述可移动滑轮组27集成多个滑轮41单体,可根据矿用双速绞车24的性能和系统实际情况确定钢丝绳23缠绕的滑轮41个数。
62.如图5、图6、图7所示,上述可移动滑轮组27是一种路面移动式动滑轮组,包括挡板 37、挡板支撑轴38、挡板间套管39、挂钩40、滑轮41、中轴42、托架43、轮对44。所述挡板37两侧和居中位置均分别开孔,若干件并列叠加并使相邻两件之间留有间隙;所述挡板支撑轴38逐一穿入各挡板37两侧位置的开孔,并分别对应套入各挡板间套管39后锁紧以实现各挡板37之间的轴向相对固定;所述中轴42逐一穿入各挡板37居中位置的开孔,并分别对应套入各滑轮41后锁紧以实现各滑轮41以中轴42为转轴自由旋转;所述托架43 由多种类型和不同规格的型材组合焊接构成,用于支撑上述部件,并承受上述部件重力在垂直于承载面方向上的下压分力和钢丝绳23的牵引拉力影响,同时可卡住矿井轨道运输专用轮对44;挂钩40固连于某一挡板间套管39外表面,用于固定一端栓于浮泵1或托泵车20 的钢丝绳23另一端。
63.所述钢丝绳23的一端经可移动滑轮组27减速省力后连接浮泵1或托泵车20,另一端通过固定安装的矿用双速绞车24拉紧,由其对钢丝绳23施加牵引拉力及调节控制盘卷收缩和释放的速度,使作用于托泵车20上的牵引拉力不小于5t,实现系统沿巷道斜坡方向上下移动或静止。
64.所述应急轻便轨道21为单位质量不小于15kg/m、轨距为600mm或900mm(矿井标准规格)的可便捷安装的轻量化轨道,其下边缘在沿巷道斜坡下行方向上始终保持与动水面之间不大于50m的距离,可随着水位的持续下降而沿巷道斜坡下行人工分节接轨。
65.所述供配电子系统由浮泵动力电缆4、浮泵控制电缆6、主泵动力电缆14、主泵控制电缆16、浮泵电控设备8、主泵电控设备22构成。
66.上述浮泵动力电缆4、浮泵控制电缆6两端分别连接在浮泵1处设置的水位、温度等浮泵检测装置5和浮泵电控设备8。
67.上述主泵动力电缆14、主泵控制电缆16两端分别连接在主泵11处设置的水位、温度等主泵检测装置15和主泵电控设备22。
68.上述浮泵电控设备8和主泵电控设备22为非防爆型起动控制柜,具有配电开关、供电保护、相序鉴别、平滑起动功能,根据浮泵1处和主泵11处水位、温度等检测信号分别调节
浮泵1和主泵11的供电。
69.所述斜井语音信号传输子系统由浮泵1处操作人员携带的浮泵语音通话装置45、主泵11处操作人员携带的主泵语音通话装置46、矿用双速绞车24处操作人员携带的绞车语音通话装置47、浮泵电控设备8和主泵电控设备22处操作人员携带的电控设备语音通话装置48 构成,多个矿用通讯设备同时使用形成人员语音通话链路,便于安装、运行、拆卸时协同指挥。
70.一种矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统的安装方法,所述方法应用于上述系统,指导其快速、科学构建,具体包括以下步骤:
71.(1)安装矿用双速绞车24,并构建链接浮泵1—主泵11—矿用双速绞车24—浮泵电控设备8和主泵电控设备22的斜井语音信号传输路径及人员点位。
72.(2)在地面组装短型应急轻便轨道21,用矿用双速绞车24将其运输到斜井宽敞处堆码备用,并从井口沿巷道斜坡方向下行逐段敷设。并根据牵引负载的预估值,选装可移动滑轮组27,并确定其绕绳方式。如果无轨斜井较长,可将托泵车20和可移动滑轮组27已经过的应急轻便轨道21分节拆除后安装于下行即将经过的路面,当排水结束需撤出矿井时可通过反方向拆分、铺设应急轻便轨道21构建上行路径。
73.(3)钢丝绳23一端栓于浮泵1,利用矿用双速绞车24下放浮泵1和支架2、浮艇3的结合体到水中,用托管橡胶轮对13架起硬质金属管路9并调节浮泵1与硬质金属管路9的高度,将硬质金属管路9与浮泵1出水口已预先安装的逆止阀7进行连接并保持浮泵1在水中的悬浮状态,随后经法兰端面结合和螺栓紧固方式逐段组合硬质金属管路9。
74.(4)切换钢丝绳23一端于托泵车20,利用矿用双速绞车24下放主泵11、吸水罩12 和托泵车20的结合体到预定位置,调节浮泵1出水口高度,使逐段组合后的硬质金属管路9 对准吸水罩12进水口已预先安装的过渡短节10进行连接。
75.(5)主泵11出水口与缓闭阀门17、放水控制短节18、过渡弯头19依次串联后,将第一段软体管路25进水口与过渡弯头19的出水口连接,并沿应急轻便轨道21逐段敷设软体管路25。在明斜井的井外工业广场或暗斜井的上车场或斜巷上端可延伸处每隔50m或100m 接管一次,将两只需对接的组合锁扣31的扣件分别对应嵌入至对方的沟槽内,经两者的反向同时对旋而相互固连,两对接管尾29端面的密封圈32由于轴向压紧而弹性形变起到贴合密封的作用。
76.(6)串联组合的软体管路25末端出水点设在暗斜井上车场后方的100m处或明斜井的井口外100m处或斜巷上端可延伸处,完成输水链路的构建。
77.(7)沿井下斜帮壁分别敷设浮泵动力电缆4和浮泵控制电缆6及主泵动力电缆14和主泵控制电缆16,在上车场或井上地面安装浮泵电控设备8和主泵电控设备22,核实相序,完成电路供配电子系统安装。
78.(8)如果井下斜坡坡度较大,软体管路25有自滑迹象时,应将软体管路25的防滑、防坠用连接耳环36套接在矿用双速绞车24配套的牵引、提升用钢丝绳23上或单独通过绳索固定于围岩上。
79.(9)起动浮泵1,待吸水罩12充水后起动主泵11接力排水。在浮泵1和主泵11均正常运行后,通过实测水位下降速度确定或修正矿用双速绞车24的出绳速度。如果浮泵1下行速度仍小于矿用双速绞车24经可移动滑轮组27变速后的最低绳速,应采用间歇下放方式。
80.(10)如果无轨斜巷坡长较短,且软体管路25可以自滑下溜,则可以省去主泵11、应急轻便轨道21和硬质金属管路9,直接将浮泵1出水口依次串联缓闭阀门17、放水控制短节18、过渡弯头19、软体管路25,构成简化的应急排水浮泵系统。
81.以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,比如基于本发明所完整构建的并联双路矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统,或在主泵吸水罩入水口过渡短节处设置双路液体分流输出装置从而沿斜坡向上并联双路构建的矿山无轨斜井浮泵式应急排水系统,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
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