本发明属于井内设备技术领域，更为具体地，涉及一种移动式阶段性竖井排水装置及排水方法。
背景技术：
在矿山井巷施工过程中，有时会遇到井筒井下水量过大而导致井下水泵无法排除而导致井筒被淹的情况，此时的竖井中虽有排水管路和设备，而因涌水已将水泵和管路淹没大半而无法使用。
目前的做法是，通过重新安装井下排水系统，对竖井中的积水进行排除；不仅需要重新购置排水系统，而且需要花费大量的时间和人力进行安装施工，增加设备和时间成本。目前缺少一种有效解决该问题的方法。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种移动式阶段性竖井排水装置及排水方法，以解决目前的在现有技术中，遇到井筒井下水量过大而导致井下水泵无法排除而导致井筒被淹的情况时，需要重新安装井下排水系统增加设备和时间成本等问题。
本发明提供一种移动式阶段性竖井排水装置包括原竖井排水管、深井提水装置和移动管路；在所述原竖井排水管上沿着竖直方向间隔设置有至少两个闸门，在所述原竖井排水管的一侧壁上设置有水平的三通阀，所述三通阀设置在相邻的两个闸门之间，且所述三通阀设置在竖井的积水的水位上方；所述深井提水装置通过悬吊装置悬吊在所述竖井的积水中；所述移动管路的下端与所述深井提水装置连接，上端与所述三通阀的进水端连接。
此外，优选的方案是，所述悬吊装置包括悬吊绳和提拉装置；所述悬吊绳包括分别设置在所述深井提水装置的两侧的第一拉绳和第二拉绳；所述第一拉绳和所述第二拉绳的下端均与所述深井提水装置连接，所述第一拉绳和所述第二拉绳的上端均与所述提拉装置连接；所述提拉装置包括分别设置在所述竖井的井口的两侧的第一提拉装置和第二提拉装置；所述第一提拉装置和所述第二提拉装置分别与所述第一拉绳和所述第二拉绳的上端连接。
此外，优选的方案是，所述第一拉绳和所述第二拉绳均为钢丝绳；和/或，所述第一提拉装置和所述第二提拉装置均为绞车；和/或，所述深井提水装置为潜水泵。
此外，优选的方案是，所述三通阀的位置比所述竖井的积水的水位至少高十米。
此外，优选的方案是，所述移动管路包括竖直移动管路和高压软管；其中，所述竖直移动管路的下端连接所述深井提水装置，上端连接所述高压软管的下端；所述高压软管的上端连接所述三通阀的进水端。
此外，优选的方案是，所述竖直移动管路和所述高压软管之间通过法兰连接。
此外，优选的方案是，所述竖直移动管路通过管道固定卡与所述悬吊装置的悬吊端固定。
此外，优选的方案是，在所述竖井内部设置有支座横梁；所述竖直移动管路通过卡子式支座固定在所述支座横梁上。
本发明提供一种移动式阶段性竖井排水方法，采用如上所述的移动式阶段性竖井排水装置对竖井中的积水进行排水，包括如下步骤：
安装所述移动式阶段性竖井排水装置；
关闭所述原竖井排水管上的位于所述三通阀的下端的闸门，打开位于所述三通阀的上端的闸门和所述三通阀的阀门，使所述移动式阶段性竖井排水装置处于待工作状态；
通过开启处于待工作状态的移动式阶段性竖井排水装置中的深井提水装置，使所述竖井中的积水沿着所述移动管路上升，并由所述三通阀进入至所述原竖井排水管内；
进入到所述原竖井排水管内的积水由所述原竖井排水管的上排口排出。
此外，优选的方案是，所述安装所述移动式阶段性竖井排水装置包括：
将所述移动管路与所述深井提水装置连接，形成待用的移动式阶段性竖井排水装置；
通过悬吊装置将所述待用的移动式阶段性竖井排水装置下放至竖井的预设位置，其中，所述预设位置位于所述竖井中积水水位的下方；
将所述移动管路和所述深井提水装置在所述预设位置固定好，并将所述移动管路的上端与所述原竖井排水管上预先安装的三通阀连接，得到移动式阶段性竖井排水装置；其中，在所述原竖井排水管上按照所述竖井内的积水的水位预先确定并安装所述三通阀和所述闸门。
从上面的技术方案可知，本发明提供的移动式阶段性竖井排水装置及排水方法，通过在原竖井排水管上设置闸门和三通阀，使移动管路与原竖井排水管连接，通过悬吊装置将深井提水装置和移动管路的底端至于竖井的积水中，使积水在深井提水装置的作用下沿着移动管路进入到原竖井排水管中，再通过控制上下闸门，实现移动式阶段性排水，具有通用性强、布置灵活、可以根据现场实际情况进行布置等优点；本发明的排水管路采用可移动式，可以将竖井中的涌水分成几个阶段进行排除，应用范围大；利用竖井中原部分排水管路与移动管路相结合的方式进行排水，既利用了原有部分设备，降低了成本，又为分阶段排水创造了条件。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水装置的上部结构示意图；
图3为根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水装置的俯视结构示意图；
图4为根据本发明实施例的原竖井排水管的结构示意图；
图5为根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水方法的流程图。
在附图中，1-原竖井排水管，11-闸门，12-三通阀，2-深井提水装置，3-移动管路，31-竖直移动管路，32-高压软管，33-法兰，4-竖井，41-积水，42-井筒，5-悬吊绳，51-第一拉绳，52-第二拉绳，53-第一提拉装置，54-第二提拉装置，55-悬吊天轮，6-地表井架，7-支座横梁，8-卡子式支座。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
针对前述提出的目前在现有技术中，遇到井筒井下水量过大而导致井下水泵无法排除而导致井筒被淹的情况时，需要重新安装井下排水系统增加设备和时间成本等问题，提出了一种具有节约设备和时间成本、通用性强、布置灵活等优点的移动式阶段性竖井排水装置及排水方法。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
为了说明本发明提供的移动式阶段性竖井排水装置，图1示出了本发明实施例的移动式阶段性竖井排水装置的结构；图2示出了根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水装置的上部结构；图3示出了根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水装置的俯视结构；图4示出了根据本发明实施例的原竖井排水管的结构。
图1至图4共同所示，本发明提供的移动式阶段性竖井排水装置，包括原竖井排水管1、深井提水装置2和移动管路3；其中，在原竖井排水管1上沿着竖直方向间隔设置有至少两个闸门11，在原竖井排水管1的一侧壁上设置有水平的三通阀12，三通阀12设置在相邻的两个闸门11之间，且三通阀12门设置在竖井4的积水41的水位上方；深井提水装置2通过悬吊装置悬吊在竖井4的积水41中；移动管路3的下端与深井提水装置2连接，上端与三通阀12的进水端连接。
通过在原竖井排水管1上设置闸门11和三通阀12，使移动管路3与原竖井排水管1连接，通过悬吊装置将深井提水装置2和移动管路3的底端至于竖井4的积水41中，使积水41在深井提水装置2的作用下沿着移动管路3进入到原竖井排水管1中，再通过控制上下闸门11，实现移动式阶段性排水，具有通用性强、布置灵活、可以根据现场实际情况进行布置等优点；本发明的排水管路采用可移动式，可以将竖井4中的涌水分成几个阶段进行排除，应用范围大；利用竖井4中原部分排水管路与移动管路相结合的方式进行排水，既利用了原有部分设备，降低了成本，又为分阶段排水创造了条件。
作为本发明的一个优选方案，悬吊装置包括悬吊绳5和提拉装置6；其中，悬吊绳5包括分别设置在深井提水装置2的两侧的第一拉绳51和第二拉绳52；第一拉绳51和第二拉绳52的下端均与深井提水装置2连接，第一拉绳51和第二拉绳52的上端均与提拉装置连接；提拉装置包括分别设置在竖井4的井口的两侧的第一提拉装置53和第二提拉装置54；第一提拉装置53和第二提拉装置54分别与第一拉绳51和第二拉绳52的上端连接。通过上述结构使悬吊在竖井4的积水41中的深井提水装置2在工作时更加稳定，使其两侧的提拉力均衡。
作为本发明的一个优选方案，第一拉绳51和第二拉绳52均为钢丝绳；和/或，第一提拉装置53和第二提拉装置54均为绞车；和/或，深井提水装置2为潜水泵。钢丝绳强度高耐用；通过绞车能够确保提拉和悬吊的顺利进行；潜水泵为常用的深井提水装置。
其中，为了便于第一拉绳51和第二拉绳52在竖井4的井口的固定、以及对竖井4中各种材料的运输，在竖井4的井口设置有地表井架6，为了便于第一提拉装置53和第二提拉装置54对深井提水装置2的悬吊，悬吊装置还包括设置在竖井4井口的悬吊天轮55，第一拉绳51和第二拉绳52的上端均绕过悬吊天轮55再分别于第一提拉装置53和第二提拉装置54连接。
作为本发明的一个优选方案，三通阀13的位置比竖井4的积水41的水位上方至少高十米。确保排水的正常进行。
作为本发明的一个优选方案，移动管路3包括竖直移动管路31和高压软管32；其中，竖直移动管路31的下端连接深井提水装置2，上端连接高压软管32的下端；高压软管32的上端连接三通阀12的进水端。通过高压软管32便于与三通阀12连接。
作为本发明的一个优选方案，竖直移动管路31和高压软管32之间通过法兰33连接。通过法兰33连接，便于两者的拆装，且固定牢固，防止连接处漏水。
作为本发明的一个优选方案，竖直移动管路31通过管道固定卡与悬吊装置的悬吊端固定。放置在移动管路下放的过程中位置移动。
作为本发明的一个优选方案，在竖井4内部设置有支座横梁7；竖直移动管路31通过卡子式支座8固定在支座横梁7上。其中，支座横梁7根据实际；深井提水装置2和竖直移动管路31的位置进行搭建，通过横竖交替设置的梁杆搭建在竖井4内部，为了便于支座横梁7的固定，在竖井4的井筒42内侧壁上开设固定孔，支座横梁的端部固定在固定孔内，实现支座横梁7的搭建；通过内部设置管道固定孔和在两侧设置提拉绳孔的卡子式支座8将竖直移动管路31固定在支座横梁7上。
图5示出了根据本发明实施例的移动式阶段性竖井排水方法的流程。
如图5所示，本发明提供的移动式阶段性竖井排水方法，采用如上所述的移动式阶段性竖井排水装置对竖井中的积水进行排水，包括如下步骤：
s1、安装移动式阶段性竖井排水装置；
s2、关闭原竖井排水管上的位于三通阀的下端的闸门，打开位于三通阀的上端的闸门和三通阀的阀门，使移动式阶段性竖井排水装置处于待工作状态；
s3、通过开启处于待工作状态的移动式阶段性竖井排水装置中的深井提水装置，使竖井中的积水沿着移动管路上升，并由三通阀进入至原竖井排水管内；
s4、进入到原竖井排水管内的积水由原竖井排水管的上排口排出。
作为本发明的一个优选方案，安装移动式阶段性竖井排水装置包括：
将移动管路与深井提水装置连接，形成待用的移动式阶段性竖井排水装置；
通过悬吊装置将待用的移动式阶段性竖井排水装置下放至竖井的预设位置，其中，预设位置位于所述竖井中积水水位的下方；
将移动管路和深井提水装置在所述预设位置固定好，并将移动管路的上端与原竖井排水管上预先安装的三通阀连接，得到移动式阶段性竖井排水装置；其中，在原竖井排水管上按照竖井内的积水的水位预先确定并安装三通阀和所述闸门。
为了更好的描述本发明实施例提供的移动式阶段性竖井排水方法，提供实施例1。
实施例1
在井筒中积水水位上方10m的井筒的原竖井排水管处水平开设三通接口，焊接三通阀，安装闸阀，用于连接移动管路。
在开设三通接口的下方1m处的原竖井排水管上安装闸阀，用于移动管路工作期间截断闸阀以上的管路与以下管路的联系，以便利用闸阀上部的原竖井排水管进行排水。
在开设三通接口下方3m位置安装支座横梁，用于排水期间潜水泵和移动管路的竖向支撑
井上、井下提升及固定措施布置完成后，利用两台绞车分左、右两侧通过钢丝绳吊装潜水泵向井筒中下放，边下放，边安装移动管路，移动管路通过管卡子连接钢丝绳，使钢丝绳起到了既能吊装水泵又可以吊装管路的作用。移动管路的具体长度可根据井筒总深度和水的深度进行确定，一般可根据划分的抽水阶段进行确定，或200m，或300m。
潜水泵下放至井筒水中后，调整潜水泵上方移动管路的高度至上一步安装在原竖井排水管的三通阀的横向下方3m处，然后用卡子式支座卡紧移动管路，将移动管路和潜水泵用卡子式支座固定在直管支座梁上，最后采用法兰，通过高压软管连接三通阀上的横向阀门和潜水泵上方移动管路的上端。
通过上述具体的实施例可看出，本发明通过在原竖井排水管上设置闸门和三通阀，使移动管路与原竖井排水管连接，通过悬吊装置将深井提水装置和移动管路的底端至于竖井的积水中，使积水在深井提水装置的作用下沿着移动管路进入到原竖井排水管中，再通过控制上下闸门，实现移动式阶段性排水，具有通用性强、布置灵活、可以根据现场实际情况进行布置等优点；本发明的排水管路采用可移动式，可以将竖井中的涌水分成几个阶段进行排除，应用范围大；利用竖井中原部分排水管路与移动管路相结合的方式进行排水，既利用了原有部分设备，降低了成本，又为分阶段排水创造了条件。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的移动式阶段性竖井排水装置及排水方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的移动式阶段性竖井排水装置及排水方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
技术特征：
1.一种移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，包括原竖井排水管、深井提水装置和移动管路；其中，
在所述原竖井排水管上沿着竖直方向间隔设置有至少两个闸门，在所述原竖井排水管的一侧壁上设置有水平的三通阀，所述三通阀设置在相邻的两个闸门之间，且所述三通阀设置在竖井的积水的水位上方；
所述深井提水装置通过悬吊装置悬吊在所述竖井的积水中；
所述移动管路的下端与所述深井提水装置连接，上端与所述三通阀的进水端连接。
2.根据权利要求1所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
所述悬吊装置包括悬吊绳和提拉装置；其中，
所述悬吊绳包括分别设置在所述深井提水装置的两侧的第一拉绳和第二拉绳；所述第一拉绳和所述第二拉绳的下端均与所述深井提水装置连接，所述第一拉绳和所述第二拉绳的上端均与所述提拉装置连接；
所述提拉装置包括分别设置在所述竖井的井口的两侧的第一提拉装置和第二提拉装置；所述第一提拉装置和所述第二提拉装置分别与所述第一拉绳和所述第二拉绳的上端连接。
3.根据权利要求2所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
所述第一拉绳和所述第二拉绳均为钢丝绳；和/或，
所述第一提拉装置和所述第二提拉装置均为绞车；和/或，
所述深井提水装置为潜水泵。
4.根据权利要求1所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
所述三通阀的位置比所述竖井的积水的水位至少高十米。
5.根据权利要求1所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
所述移动管路包括竖直移动管路和高压软管；其中，
所述竖直移动管路的下端连接所述深井提水装置，上端连接所述高压软管的下端；
所述高压软管的上端连接所述三通阀的进水端。
6.根据权利要求5所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
所述竖直移动管路和所述高压软管之间通过法兰连接。
7.根据权利要求5所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
所述竖直移动管路通过管道固定卡与所述悬吊装置的悬吊端固定。
8.根据权利要求5所述的移动式阶段性竖井排水装置，其特征在于，
在所述竖井内部设置有支座横梁；
所述竖直移动管路通过卡子式支座固定在所述支座横梁上。
9.一种移动式阶段性竖井排水方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的移动式阶段性竖井排水装置对竖井中的积水进行排水，包括如下步骤：
安装所述移动式阶段性竖井排水装置；
关闭所述原竖井排水管上的位于所述三通阀的下端的闸门，打开位于所述三通阀的上端的闸门和所述三通阀的阀门，使所述移动式阶段性竖井排水装置处于待工作状态；
通过开启处于待工作状态的移动式阶段性竖井排水装置中的深井提水装置，使所述竖井中的积水沿着所述移动管路上升，并由所述三通阀进入至所述原竖井排水管内；
进入到所述原竖井排水管内的积水由所述原竖井排水管的上排口排出。
10.根据权利要求9所述的移动式阶段性竖井排水方法，其特征在于，
所述安装所述移动式阶段性竖井排水装置包括：
将所述移动管路与所述深井提水装置连接，形成待用的移动式阶段性竖井排水装置；
通过悬吊装置将所述待用的移动式阶段性竖井排水装置下放至竖井的预设位置，其中，所述预设位置位于所述竖井中积水水位的下方；
将所述移动管路和所述深井提水装置在所述预设位置固定好，并将所述移动管路的上端与所述原竖井排水管上预先安装的三通阀连接，得到移动式阶段性竖井排水装置；其中，在所述原竖井排水管上按照所述竖井内的积水的水位预先确定并安装所述三通阀和所述闸门。
技术总结
本发明提供一种移动式阶段性竖井排水装置及排水方法，包括原竖井排水管、深井提水装置和移动管路；在原竖井排水管上沿着竖直方向间隔设置有至少两个闸门，在原竖井排水管的一侧壁上设置有水平的三通阀，三通阀设置在相邻的两个闸门之间，且三通阀设置在竖井的积水的水位上方；深井提水装置通过悬吊装置悬吊在竖井的积水中；移动管路的下端与深井提水装置连接，上端与三通阀的进水端连接。利用本发明能够解决目前在现有技术中，遇到井筒井下水量过大而导致井下水泵无法排除而导致井筒被淹的情况时，需要重新安装井下排水系统增加设备和时间成本等问题。
技术研发人员：刘洪亮
受保护的技术使用者：中国华冶科工集团有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021.05.25
声明：
“移动式阶段性竖井排水装置及排水方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国华冶科工集团有限公司
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2024年06月21日 ~ 23日 
