[发明专利]一种用于煤矿地下水库的清淤系统及方法

说明书

本发明提供一种用于煤矿地下水库的清淤系统及方法，其中该系统包括脉冲气源输出装置、脉冲气流管道、注水管、清淤管和地沟。其中，脉冲气流管道位于清淤管外壁顶部。脉冲气流管道其中一端位于地下水库内且封闭，另一端与脉冲气源输出装置连接。清淤管的其中一端伸入地下水库，另一端伸入地沟，并且清淤管上正对地下水库内矿井水流向的外侧面设有第一开孔。脉冲气流管道上设置有第二开孔且与第二开孔对应的位置设置有单向阀。注水管设置在矿井水流向的上游位置并伸入地下水库。本发明涉及的用于煤矿地下水库的清淤系统及方法，能够根据煤矿地下水库的自身特点和悬浮物的沉降特征快速清理淤积悬浮物，确保地下水库净化效果及水资源储存调配。

技术领域

本发明涉及矿业工程技术领域，具体涉及一种用于煤矿地下水库的清淤系统及方法。

背景技术

水资源是支撑煤炭资源开发、区域经济发展和生态环境协调的基础资源。随着我国大型能源基地建设和煤炭资源开发向西部生态脆弱区转移，煤炭规模开发使本已脆弱的生态环境和有限的水资源更加受到影响，西部生态脆弱区水资源短缺已成为制约我国煤炭工业科学发展的关键因素。经过实践证明，煤矿地下水库技术作为一种重要的煤矿开采水资源保护技术，已成功在神东矿区全面实施。

煤矿地下水库运行过程中，矿井水在地下水库内部的岩石裂缝和孔隙中运移，其自身所含悬浮物在自由沉降和岩体阻力的作用下得到去除，因此，煤矿地下水库能够去除矿井水悬浮物，进而净化矿井水。然而，煤矿地下水库内部岩体在长期的净化过程中，由于悬浮物的累积，会造成岩体裂缝和孔隙淤积，从而影响地下水库储水空间的库容和水质净化效果，也会改变储水岩体的渗透率，进而影响地下水库内的水资源调配和使用。

目前，现有技术中的一些清理地下水库、井下巷道、地面水库的淤煤和泥沙的解决方案，存在对于煤矿地下水库的适用性比较差，清淤技术耗时长，清淤范围小和清淤效果并不理想的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效改善清淤效果、节省清淤时间和扩大清淤范围的用于煤矿地下水库的清淤系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于煤矿地下水库的清淤系统，包括脉冲气源输出装置、脉冲气流管道、注水管、清淤管和地沟。其中，脉冲气流管道位于清淤管外壁顶部。脉冲气流管道其中一端位于地下水库内且封闭，另一端与脉冲气源输出装置连接。清淤管的其中一端伸入地下水库，另一端伸入地沟，并且清淤管上正对地下水库内矿井水流向的外侧面设有第一开孔。脉冲气流管道上设置有第二开孔且与第二开孔对应的位置设置有单向阀。注水管设置在矿井水流向的上游位置并伸入地下水库。

根据本发明的用于煤矿地下水库的清淤系统，在充分考虑煤矿地下水库的自身特点，将注水管设置在矿井水流向的上游位置，更加适用于地下水库的清淤，且操作简单易实现。通过脉冲气源输出装置输出间歇式、激烈爆发性的脉冲气流能对进入清淤管内的悬浮物造成强紊流扰动，进而排出地下水库，另外，脉冲气流在矿井水上升过程中，也会对其上升路径上的悬浮物造成扰动，叠加了扰动效果，因此极大程度上加强了清淤效果，并且间接节省了清淤能耗。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据发明的用于煤矿地下水库的清淤系统，在一个优选的实施方式中，清淤管上至少包括两组第一开孔。

清淤管的多孔设计，使得大范围清淤时效率更高，有效节省时间。

具体地，在一个优选的实施方式中，脉冲气流管道包括与脉冲气源输出装置连接的脉冲气流母管和与脉冲气流母管连接的脉冲气流支管。脉冲气流支管上设有第二开孔且脉冲气流支管位于清淤管外壁顶部。脉冲气流支管的其中一端位于地下水库内且封闭，另一端与脉冲气流母管连接。

清淤管和脉冲气流支管的组合设计，使得在脉冲气流对悬浮物形成强紊流扰动时能够及时排除水库，从而使得清淤效果更好。