一种煤矿斜井应急救援排水装置

本发明涉及矿井应急救援排水，特别是一种煤矿斜井应急救援排水装置。

背景技术：

1、近年来，煤矿井下突透水事故已经成为矿难频繁发生的主要原因之一，煤矿水害事故的频繁发生，不仅严重制约了我国煤矿的高效安全开采，而且造成了重大的人员伤亡和财产损失。

2、煤矿水害事故的诱因，一般有老采空区透水、断层突水和溶洞突水等，造成这些事故的原因是多种多样的，如雨季引起地表水、地下水骤增，采掘工作面顶、底板断层水带破裂，盲目开采使老空区、地下溶洞打穿透水等等。

3、虽然每个矿井在基建和采矿过程中对地下含水层进行大量的探测、分析和研究，但由于现有技术的局限性及地下的未知性和不可预见性，导致突发性大量涌水，矿井瞬间涌出远远超过设计的最大涌水量，卧式水泵排水系统能“排”不能“防”，虽然设有备用水泵，仍无法及时排出短时间内突发性大量涌水，毗邻卧式水泵房的供配电系统被淹，卧式水泵无法工作，排水系统瘫痪，矿井被淹，人员无法及时安全撤离，严重影响矿山生产，危及人身、财产安全。

4、在矿山斜井被水淹没时，要使用专用的可沿斜井轨道移动的斜井排水装置进行排水，由于斜井空间狭小，受限于主排水泵的体积，无法将体积较大的主排水泵持续下方至斜井深处。因此斜井水灾事故的抢险通常采用前置接力泵与主排水泵组合的方式进行排水。

5、公开号为cn2648073的一种斜井无轨道排水装置，其包括吸水罩和通过支承件设置在吸水罩内的潜水电机和潜水泵，沿吸水罩筒体纵向设置有多个可与矿井轨道相匹配的托轮，其中吸水罩下端通过联接盘连接一软管，软管的另一端连接有一接力泵，且在接力泵上装有浮子，在可使接力泵越过障碍物，漂浮在水面上，接力泵通过软管向主排水泵供水，由于软管长度较短，该方案只能在短时间进行越障排水，期间需快速清理障碍，若遇到较大难以快速清理障碍物，则随着水位的下降，接力泵浮出于水面，无法进行排水，影响排水作业的正常进行，危及人身、财产安全。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种煤矿斜井应急救援排水装置。

2、实现上述目的本发明的技术方案为，一种煤矿斜井应急救援排水装置，包括轨道、主排水装置和前置排水装置，所述主排水装置包括主排水小车、主排水泵和集水罩，主排水泵安装在集水罩内腔中，集水罩安装在主排水小车上，主排水小车通过牵引绳与井上牵引系统连接并在轨道上移动，前置排水装置通过可延长管路系统向集水罩泵水，所述前置排水装置设置为两个，前置排水装置通过可延长管路系统向主排水装置泵水；所述可延长管路系统包括管路小车和载在管路小车上的至少两个水带单元，管路小车通过牵引架与主排水小车铰接且在轨道上移动，水带单元在主排水装置和前置排水装置间依次排列；所述水带单元包括两个水带机构，两个水带机构间通过可调节机构连接；水带机构包括水带卷绕小车、消防水带、第一手动三通阀、第二手动三通阀、输入对接密封管、输出对接密封管和压紧密封机构，消防水带卷绕安装在水带卷绕小车上，第一手动三通阀的两个输出端分别与消防水带输入端和输入对接密封管输入端连接，第二手动三通阀的两个输入端分别与消防水带输出端和输出对接密封管输出端连接，压紧密封机构安装在管路小车上，输入对接密封管的输出端和输出对接密封管的输入端可通过压紧密封机构压紧密封连接；相邻水带单元同列的水带机构间通过中间管路连接，中间管路一端与对应的第二手动三通阀的输出端连通另一端与对应的第一手动三通阀的输入端连通，距前置排水装置最近的水带机构的第一手动三通阀的输入端通过前置管路和与其对应的前置排水装置连通，距前置排水装置最远的水带机构的第二手动三通阀的输出端通过后置管路与集水罩连通。

3、优选地，所述水带卷绕小车包括车架，车架底部安装有至少两个万向轮，万向轮呈单列布置，车架上固定有支撑板，支撑板上转动安装有转轴，转轴另一端安装有转动盘，转动盘上固定有两个用于卷绕消防水带的卷绕杆；所述管路小车上固定有与水带单元一一对应的限位台，限位台用于限制水带卷绕小车通过。

4、优选地，所述水带卷绕小车还包括限位盘，限位盘套装在两个卷绕杆上，卷绕杆远离转动盘的一端径向设有销孔，销孔内安装有销轴。

5、优选地，所述可调节机构包括高架杆和多节伸缩杆，高架杆固定在水带卷绕小车上，多节伸缩杆固定在两个高架杆间且位于高架杆顶部；前置排水装置至主排水装置间的多节伸缩杆相对管路小车的高度逐渐降低。

6、优选地，所述输入对接密封管的输出端安装有第一对接密封法兰，输出对接密封管的输入端安装有第二对接密封法兰。

7、优选地，所述压紧密封机构包括固定在管路小车上的双向丝杆模组，双向丝杆模组包括双旋向丝杆及安装在双旋向丝杆上的第一滑块、第二滑块，第一滑块、第二滑块位于双旋向丝杆螺纹旋向相反的杆段上，双旋向丝杆的一端安装有手轮，第一滑块上安装有与第一对接密封法兰配合的第一推板，第二滑块上安装有与第二对接密封法兰配合的第二推板，第一推板朝向第二推板的端面上安装有至少两个第一插杆，第二推板朝向第一推板的端面上安装有至少两个第二插杆，第一插杆低于或高于第二插杆的高度，输入对接密封管上安装有第一载板，输出对接密封管上安装有第二载板，第一推板和第一载板上均开有供第一插杆穿过的第一开口，第二推板和第二载板上均开有供第二插杆穿过的第二开口。

8、优选地，所述中间管路上安装有防水锤缓闭式止回阀。

9、优选地，所述前置排水装置包括前置排水小车，前置排水小车上安装有浮筒泵，浮筒泵与前置管路连通。

10、优选地，所述前置排水装置还包括喷水推进器，喷水推进器安装在前置排水小车上。

11、优选地，所述集水罩上安装有电缆卷盘，电缆卷盘与前置排水装置电连接。

12、本发明的有益效果：

13、通过设置可灵活移动的前置排水装置，向体积较大的主排水装置泵水，当遇到障碍物时，由于前置排水装置体积小、重量轻，可由人力搬运，越过障碍，而主排水装置和可延长管路系统体积大，不易搬运，可驻停在障碍物处，由人工清理障碍，期间通过放卷消防水带，使管路得到延长，浮筒泵随水位下降的同时仍能向集水罩泵水，不受障碍物或轨道破坏的影响，适应煤矿斜井水害的抢险救灾场景；

14、通过设置第一手动三通阀和第二手动三通阀，可控制水流通路，在正常情况下，输入对接密封管与输出对接密封管通水，使得整个实际通水管路长度最短，阻力最小，便于高效排水；在遇到障碍时，可在消防水带放卷后切换水流通路，并通过操作压紧密封机构，使输入对接密封管与输出对接密封管分离，不再通水，由消防水带代替通水，放卷的消防水带可延长管路整体长度，使前置排水装置可相对主排水装置远距离移动，持续向主排水装置泵水，保证排水作业正常进行；

15、通过设置多个水带单元，可最大化提高管道的可延伸长度，根据障碍清理进度、排水进度和液面下降情况，放卷相应的消防水带，为障碍清理提供充足时间，直至障碍清理完毕。

技术特征：

1.一种煤矿斜井应急救援排水装置，包括轨道、主排水装置和前置排水装置，所述主排水装置包括主排水小车、主排水泵和集水罩，主排水泵安装在集水罩内腔中，集水罩安装在主排水小车上，主排水小车通过牵引绳与井上牵引系统连接并在轨道上移动，前置排水装置通过可延长管路系统向集水罩泵水，其特征在于，所述前置排水装置设置为两个，前置排水装置通过可延长管路系统向主排水装置泵水；

2.根据权利要求1所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述水带卷绕小车包括车架，车架底部安装有至少两个万向轮，万向轮呈单列布置，车架上固定有支撑板，支撑板上转动安装有转轴，转轴另一端安装有转动盘，转动盘上固定有两个用于卷绕消防水带的卷绕杆；所述管路小车上固定有与水带单元一一对应的限位台，限位台用于限制水带卷绕小车通过。

3.根据权利要求2所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述水带卷绕小车还包括限位盘，限位盘套装在两个卷绕杆上，卷绕杆远离转动盘的一端径向设有销孔，销孔内安装有销轴。

4.根据权利要求1所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述可调节机构包括高架杆和多节伸缩杆，高架杆固定在水带卷绕小车上，多节伸缩杆固定在两个高架杆间且位于高架杆顶部；前置排水装置至主排水装置间的多节伸缩杆相对管路小车的高度逐渐降低。

5.根据权利要求1所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述输入对接密封管的输出端安装有第一对接密封法兰，输出对接密封管的输入端安装有第二对接密封法兰。

6.根据权利要求5所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述压紧密封机构包括固定在管路小车上的双向丝杆模组，双向丝杆模组包括双旋向丝杆及安装在双旋向丝杆上的第一滑块、第二滑块，第一滑块、第二滑块位于双旋向丝杆螺纹旋向相反的杆段上，双旋向丝杆的一端安装有手轮，第一滑块上安装有与第一对接密封法兰配合的第一推板，第二滑块上安装有与第二对接密封法兰配合的第二推板，第一推板朝向第二推板的端面上安装有至少两个第一插杆，第二推板朝向第一推板的端面上安装有至少两个第二插杆，第一插杆低于或高于第二插杆的高度，输入对接密封管上安装有第一载板，输出对接密封管上安装有第二载板，第一推板和第一载板上均开有供第一插杆穿过的第一开口，第二推板和第二载板上均开有供第二插杆穿过的第二开口。

7.根据权利要求1所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述中间管路上安装有防水锤缓闭式止回阀。

8.根据权利要求1所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述前置排水装置包括前置排水小车，前置排水小车上安装有浮筒泵，浮筒泵与前置管路连通。

9.根据权利要求8所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述前置排水装置还包括喷水推进器，喷水推进器安装在前置排水小车上。

10.根据权利要求1所述的煤矿斜井应急救援排水装置，其特征在于，所述集水罩上安装有电缆卷盘，电缆卷盘与前置排水装置电连接。

技术总结本发明公开了一种煤矿斜井应急救援排水装置，包括轨道、主排水装置和前置排水装置，主排水装置包括主排水小车、主排水泵和集水罩，主排水小车通过牵引绳与井上牵引系统连接并在轨道上移动，前置排水装置通过可延长管路系统向集水罩泵水，前置排水装置设置为两个，前置排水装置通过可延长管路系统向主排水装置泵水。通过设置可灵活移动的前置排水装置，向体积较大的主排水装置泵水，当遇到障碍物时，可利用前置排水装置体积小、重量轻的特点，可由人力搬运越过障碍，通过放卷可延长管路系统的消防水带，使管路得到延长，便于浮筒泵随水位下降，持续向集水罩泵水，不受障碍响，适应煤矿斜井水害的抢险救灾场景。技术研发人员：潘越,刘志民,刘永生,郑石良,王印峰,赵任栋,张彦亮,孙艳军,李亚鹏,牛康,张一树,冀洪兵受保护的技术使用者：河北工程大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4