[发明专利]用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置

说明书

本发明公开了用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置和与之配套的连接管。所述收集装置和连接管，管体内部用隔水板等分为若干纵向通道，收集装置的一个纵向通道上开设有透水口，连接管无透水口。本发明收集装置随开采工作面的推进而逐步布设在采空区内，由连接管连接成一排排管路，形成均匀布设采样点，构成采样系统，可以实现采空区重金属离子检测实时均布采样，为进一步分析采空区重金属污染提供取样手段。

技术领域

本发明涉及一种煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样装置，具体说是一种用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置。

背景技术

近年来，煤炭开采速度提高加速了矿井资源的枯竭。由于我国“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）压煤严重，综合机械化固体充填采煤技术是针对我国存在的“三下”压煤问题，煤矸石排放问题和土地资源问题而开发出来的绿色采煤技术之一，并在多个矿区进行了广泛应用。

矸石充入采空区后，在充填采煤液压支架后方的夯实机构作用下形成密实结构，由于井下环境比较阴暗潮湿，充入采空区的部分矸石会一直处于一个矿井水环境中，主要包括来自上覆岩层顶板裂隙渗漏的水、底板涌出的水以及煤层开采涌出的水，在采空区稳定后，煤矸石经过长期的矿井水浸泡，煤矸石中的微小颗粒会在水中成为悬浮物，其中含有的某些重金属离子经过水溶解后污染水体、围岩以及其他生态环境，对地下水环境造成一定的破坏。因此需要对煤矸石填充的煤矿采空区的水体进行重金属离子的实时和准确检测。但是由于采空区为密闭的空间，在回填后的采空区内进行水体取样是十分困难的，尤其是在采空区内部的不同点位分别取样，目前更是没有有效方法。

开发一种矸石充填采空区重金属离子的取样系统和方法，对矸石充填后矿井积水中重金属离子的检测与治理具有重要意义，也是采煤工作现实的技术需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于弥补现有技术存在的空白，针对采空区为密闭空间取样难度大的特点，提出了一种用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置。本发明收集装置随开采工作面的推进于支架后方而逐步布设在采空区内，形成均匀布设采样点，构成采样系统，可以实现采空区重金属离子检测实时均布采样。

本发明用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置，为圆柱形管，其特征是：所述圆柱形管内部设有若干隔水板，各隔水板均通过圆柱形管的纵向中心轴线，将圆柱形管内部等分为若干扇形断面的纵向通道。在其中一个纵向通道上开设有透水口，透水口上设置透水网。所述圆柱形管固定在卡座上，位于底部的纵向通道内设置水压监测仪。

与本发明用于煤矸石充填采空区重金属离子检测取样的收集装置配套的连接管，所述连接管也是圆柱形管，其特征是：所述连接管内部用隔水板等分为若干扇形断面的纵向通道，其通道数与收集装置相同，其断面半径与收集装置半径适配。

所述收集装置和连接管优选钢管或强力尼龙管。

使用本发明收集装置和连接管，构建煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统：

所述收集装置在采空区内按照设定的间隔距离与采煤工作面平行成排布设，每一排中的各收集装置按照设定间隔距离布置，每个收集装置为一个采样点，每个收集装置连接一根所述的采样管，所述各采样管布设在采区联络巷内并连接到采空区外的水泵。

每一排的收集装置个数小于或等于收集装置被分隔的纵向通道个数，每一排的各个收集装置，用所述连接管依次连接。各收集装置的纵向通道与各连接装置的纵向通道对应连接形成各个连通通道，各收集装置的透水口分别位于不同连通通道上。所述各个采样管分别连接在连通通道的端部。

所构建的煤矸石充填煤矿采空区重金属离子检测取样系统的布设和采样过程是：