专利摘要

一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法，属于矿山立井井壁结构及其疏水方法。筛井井壁结构的水平引水管有多层，水平布置在井壁上，疏导水管有多根，一端与水平引水管连通，另一端径向伸入到井壁内；疏导干管与每一层的水平引水管相连通，底端与集水箱相通，在集水箱上安装有自动是水泵；方法：穿越含水层的立井井壁，筛井井壁结构主动疏导收集含水层水量，减少井壁所受水压、改善井壁结构的受力状态；减小井壁淋水对于井壁钢筋、混凝土和井壁内装备的影响，延长井壁和内部装备的安全使用寿命，收集的地下水重复利用，节约水资源。优点：主动疏导含水层地下水，减小井壁所受水压力，保证井壁结构的安全性和耐久性；施工工艺简单；性价比高。

权利要求

1.一种矿山立井筛井井壁结构，其特征是：筛井井壁结构是在筛井井壁上安装智能控制疏导水管，所述的智能控制疏导水管由疏导水管、水平引水管、疏导干管、集水箱和自动排水泵组成筛井井壁结构，水平引水管有多层，水平布置在井壁上，疏导水管有多根，一端与水平引水管连通，另一端径向伸入到井壁内；疏导干管与每一层的水平引水管相连通，底端与集水箱相通，在集水箱上安装有自动排水泵，及时将集水箱中收集的水排至井外，构成水量疏排、控制、收集和利用的疏水系统。

2.根据权利要求1所述的一种矿山立井筛井井壁结构，其特征是：所述的智能控制疏导水管由三部分组成：（1）井筒内安装电子控制阀门，可以时刻监控水量和水压，并实现地面自动控制开关；（2）井壁内为锚固段管体使用密固材料使其和井壁紧密结合，避免疏导水管在水压作用下被挤出；（3）井壁外设计为筛管段长度是井壁厚度的3~8倍；外直径10~50mm，壁厚2~6 mm；内部可填充活性炭或砾砂、粗砂等材料，起到过滤和净化水的作用；所述的智能控制疏导水管布置在厚含水层的中下部，依据厚含水层的岩性、厚度、水压等确定疏导水管的层位和数量，每层数量6~12根，层间距1~4m。

3.根据权利要求1所述的一种矿山立井筛井井壁结构，其特征是：所述的疏导水管（1）位置选择在井壁结构相对完整的区域，在疏导水管的四周10cm~15cm范围钻4个膨胀螺丝孔，安装固定疏导水管的固定架，确保疏导水管安全；采用柔性软管作为水平引水管和疏导干管连接疏导水管和集水箱；疏导干管紧贴井壁安装，避免影响井筒提升和井壁内掉落物体砸伤疏导干管。

4.根据权利要求1所述的一种矿山立井井壁的疏水方法，其特征是：该可控疏水方法：穿越含水层的立井井壁工程，采用筛井井壁结构主动疏导收集含水层水量的方法，减少井壁所受水压、改善井壁结构的受力状态；减小井壁淋水对于井壁钢筋、混凝土和井壁内装备的影响，延长井壁和内部装备的安全使用寿命，收集的地下水可以重复利用，节约水资源； 

具体步骤如下：

（1）．预先考察淋水井壁后含水层的位置、岩性、厚度、水压等特性，综合各方面因素，确定疏导水管布置方式，结合井壁结构特征，确定疏导水管的直径长度技术参数； 

（2）．预制好疏导水管并填充活性炭或砾砂、粗砂等过滤出来，安装电子控制阀门，并进行耐压试验；

（3）．在设计位置钻孔安装疏导水管，并和井壁固定牢固；

（4）．设计疏水干管并与井壁固定牢固，通过水平引水管连接疏导水管和疏水干管；

（5）．安装水箱即自动控制排水泵，和排水管道；

（6）．系统调试。

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山立井井壁结构及其疏水方法，特别是一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法。

背景技术

随着煤炭资源开采深度的增加，煤矿立井井壁的深度也在不断增加，由于施工工艺等多方面的因素，穿越含水层的立井井壁，不可避免地出现一些渗水现象，随着开采活动的深入，地层活动和水位变化影响井壁的淋水现象会不断加剧，这些淋水对于井壁混凝土的完整性、耐久性和对钢筋的腐蚀作用日益突出，另外淋水会影响井筒内装备的使用寿命；当淋水量过大时，甚至会影响到整个矿井安全。立井井筒作为整个矿井咽喉，井壁的淋水越来越引起关注和重视。

目前治理立井井壁淋水的主要方法是封堵，其工程措施有：(1)淋水段含水层的破壁注浆，通过注入水泥或者化学浆液在淋水段井壁周围形成一个封闭帷幕，封堵地下水；(2)淋水段含水层的地面注浆，当含水层较厚时，在地面钻孔至淋水段井壁周围含水层，通过浆液材料形成封闭帷幕，封堵地下水。以上工程措施主要是通过堵水的思路进行治理，短期内具有明显效果，随着地下水对于浆液材料的侵蚀，淋水现象又会逐步加剧，同时没有减小作用在井壁上的水压。另外，措施(1)存在占用井筒提升时间长，对于已经破裂井壁壁后注浆存在安全隐患；措施(2)工程量大，工期长，当井口周围建筑物影响注浆孔布置时可能存在帷幕难以形成的问题；同样对于已经破裂井壁注浆存在安全隐患等问题。

发明内容：

技术问题：本发明的目的要提供一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法，能够减小井壁所受水压，减少淋水对于井壁和井内装备的影响，同时收集和利用疏导水资源。

技术方案：本发明专利的目的通过以下措施实现：筛井井壁结构是在筛井井壁上安装智能控制疏导水管，所述的智能控制疏导水管由疏导水管、水平引水管、疏导干管、集水箱和自动排水泵组成筛井井壁结构，水平引水管有多层，水平布置在井壁上，疏导水管有多根，一端与水平引水管连通，另一端径向伸入到井壁内；疏导干管与每一层的水平引水管相连通，底端与集水箱相通，在集水箱上安装有自动排水泵，及时将集水箱中收集的水排至井外，构成水量疏排、控制、收集和利用的疏水系统。

所述的智能控制疏导水管由三部分组成：(1)井筒内安装电子控制阀门，可以时刻监控水量和水压，并实现地面自动控制开关；(2)井壁内为锚固段管体使用密固材料使其和井壁紧密结合，避免疏导水管在水压作用下被挤出；(3)井壁外设计为筛管段长度是井壁厚度的3～8倍；外直径10～50mm，壁厚2～6mm；内部可填充活性炭或砾砂、粗砂等材料，起到过滤和净化水的作用；所述的智能控制疏导水管布置在厚含水层的中下部，依据厚含水层的岩性、厚度、水压等确定疏导水管的层位和数量，每层数量6～12根，层间距1～4m。

所述的疏导水管位置选择在井壁结构相对完整的区域，在疏导水管的四周10cm～15cm范围钻4个膨胀螺丝孔，安装固定疏导水管的固定架，确保疏导水管安全；采用柔性软管作为水平引水管和疏导干管连接疏导水管和集水箱；疏导干管紧贴井壁安装，避免影响井筒提升和井壁内掉落物体砸伤收导干管。

每根智能控制疏导水管配备一根疏导干管，疏导干管与集水箱相连，布置在每层疏导水管的下方2～4m，集水箱的容量和自动水泵输送能力和水量相匹，布置在不影响提升的位置，要固定牢固，副井可以布置在梯子间内，并要求不影响梯子间的使用；每个集水箱设置一台自动排水水泵，自动依据集水箱的水量开启和关闭水泵，当富水含水层的位置距离井底距离近时，通过专门安装的管道将水引入井底水仓再通过井筒的排水系统进入循环系统。

该可控疏水方法：穿越含水层的立井井壁，筛井井壁结构主动疏导收集含水层水量，减少井壁所受水压、改善井壁结构的受力状态；减小井壁淋水对于井壁钢筋、混凝土和井壁内装备的影响，延长井壁和内部装备的安全使用寿命，收集的地下水重复利用，节约水资源；

具体步骤如下：

1.预先考察淋水井壁后含水层的位置、岩性、厚度、水压等特性，综合各方面因素，确定疏导水管布置方式，结合井壁结构特征，确定疏导水管的直径长度技术参数；

2.预制好疏导水管并填充活性炭或砾砂、粗砂等过滤出来，安装电子控制阀门，并进行耐压试验；

3.在设计位置钻孔安装疏导水管，并和井壁固定牢固；

4.设计疏水干管并与井壁固定牢固，通过水平引水管连接疏导水管和疏水干管；

5.安装水箱即自动控制排水泵，和排水管道；

6.系统调试。

有益效果，由于采用了上述方案，为主动控制含水层疏水的矿山立井筛井井壁结构，当煤矿立井井壁在穿过富水含水地层时(或其它需要穿过类似地层的立井井筒)，采用筛井井壁结构疏导主要含水层的地下水，采用疏导水管、水平引水管、疏导干管、集水箱、自动排水泵组成筛井井壁结构疏水系统；配套疏导水管的固定和保护装置；组成水量疏排、控制、收集和利用系统。

特点有：(1)主动疏导，并实现疏排水过程的自动控制；(2)通过主动疏导可以大大降低井壁所承受的水压，从而减少井壁受力，减薄井壁厚度，保证井壁安全。(3)主动疏导可消除井筒无规律淋水对井壁钢筋和混凝土喝井筒内装备的长期侵蚀，延长井壁结构及井筒装备的使用寿命；(4)主动疏导地下水可收集回收利用，减少水资源的浪费，尤其对于我国西部干旱和半干旱地区贫水地区意义重大；(5)该发明对于新建或者已建井筒均可适用，施工简便、造价低廉、环境友好。

优点：1、主动疏导含水层地下水，减小井壁所受水压力，保证井壁结构的安全性和耐久性；2、减少甚至基本消除井壁内淋水现象，有效保护井筒内装备不受地下水的腐蚀；3、地下水的收集和利用可以达到节约水资源的目的，对于西部缺水地区具有重要意义；4、施工工艺简单；5、性价比高。

附图说明

图1为本发明的筛井井壁结构疏导收集利用地下水系统图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的筛井井壁结构疏导收集利用地下水系统展开示意图。

图4为本发明的筛井井壁疏导水管结构示意图。

图中，1、疏导水管；2、淋水井壁；3、厚含水层；4、地面；5；隔水层；6、集水箱；7、水平引水管；8、疏导干管；9、自动排水泵；10、活性炭；11、过滤网；12、电子控制阀门；13、井壁锚固；14、筛管段。

具体实施方式

参照附图1～3，以已建成井筒为例，具体说明该系统实施步骤：

实施例：筛井井壁结构在筛井井壁上安装智能控制疏导水管，所述的智能控制疏导水管由疏导水管1、水平引水管7、疏导干管8、集水箱6和抽水泵9组成筛井井壁结构，水平引水管7有多层，水平布置在井壁上，疏导水管1有多根，一端与水平引水管7连通，另一端径向伸入到井壁内；疏导干管8与每一层的水平引水管7相连通，底端与集水箱6相通，在集水箱上安装有自动排水泵9，及时将集水箱中收集的水排至井外，构成水量疏排、控制、收集和利用的疏水系统。

所述的智能控制疏导水管1由三部分组成：(1)井筒内安装电子控制阀门12，可以时刻监控水量和水压，并实现地面自动控制开关；(2)井壁内为锚固段13管体使用密固材料使其和井壁紧密结合，避免疏导水管在水压作用下被挤出；(3)井壁外设计为筛管段14长度是井壁厚度的3～8倍；外直径10～50mm，壁厚2～6mm；内部可填充活性炭10或砾砂、粗砂等材料，起到过滤和净化水的作用；所述的智能控制疏导水管布置在厚含水层3的中下部，依据含厚水层3的岩性、厚度、水压等确定疏导水管的层位和数量，每层数量6～12根，层间距1～4m。

所述的疏导水管1位置选择在井壁2结构相对完整的区域，在疏导水管1的四周10cm～15cm范围钻4个膨胀螺丝孔，安装固定疏导水管的固定架，确保疏导水管安全；采用柔性软管作为水平引水管和疏导干管连接疏导水管和集水箱6；疏导干管紧贴井壁安装，避免影响井筒提升和井壁内掉落物体砸伤收导干管。

每根智能控制疏导水管配备一根疏导干管，疏导干管与集水箱相连，布置在每层疏导水管的下方2～4m，集水箱的容量和自动水泵输送能力和水量相匹，布置在不影响提升的位置，要固定牢固，副井可以布置在梯子间内，并要求不影响梯子间的使用；每个集水箱设置一台自动排水水泵9，自动依据集水箱的水量开启和关闭水泵，当富水含水层的位置距离井底距离近时，通过专门安装的管道将水引入井底水仓再通过井筒的排水系统进入循环系统。

该可控疏水方法：穿越含水层的立井井壁工程，采用筛井井壁结构主动疏导收集含水层水量的方法，减少井壁所受水压、改善井壁结构的受力状态；减小井壁淋水对于井壁钢筋、混凝土和井壁内装备的影响，延长井壁和内部装备的安全使用寿命，收集的地下水可以重复利用，节约水资源；

具体步骤如下：

1.地层含水特性调研：预先考察淋水井壁2厚含水层3的位置、岩性、厚度、水压等特性，获得系统设计的初步参数；

2.疏导水管布置特征方案：综合各方面因素，确定疏导水管1布置方式，一般布置在含水层3的中下部，每层数量6～12根，层间距1～4m；并结合井壁2结构特征，确定疏导水管1的直径长度技术参数，井壁1内为锚固段13，井壁外为筛管段14，筛管段14长度是井壁厚度的3～8倍；外直径10～50mm，壁厚2～6mm；；

3.疏导水管加工和调试：智能控制疏导水管1采用钢材(或者高强度的塑料材料)制成，从功能上分为三部分组成：①井筒内安装电子控制阀门12，可以时刻监控水量和水压，并实现地面自动控制开关；②井壁内与井壁锚固13；③井壁外筛管段14，内部可填充活性炭10或砾砂、粗砂等材料，起到过滤和净化水的作用；按照设计尺寸加工后要进行设计压力1.5倍的耐压试验；

4.疏导水管安装：疏导水管1位置尽量选择在井壁2结构相对完整的区域，在疏导水管的四周10cm～15cm范围钻4个膨胀螺丝孔，安装固定疏导水管的固定架，确保疏导水管安全；

5.筛井井壁疏排水系统组装：

采用柔性软管，通过水平引水管7和疏水干管8连接疏导水管和集水箱6；并紧贴井壁并紧贴井壁，避免影响井筒提升和井壁内掉落物体砸伤集水管；

集水箱6布置在每层疏导水管的下方2～4m，集水管6的容量和自动水泵9输送能力和水量相匹，布置在不影响提升的合适位置，要固定牢固，副井可以布置在梯子间内，并要求不影响梯子间的使用；

每个集水箱设置一台自动排水水泵9，自动依据集水箱6的水量开启和关闭水泵，当富水含水层的位置距离井底距离近时，可以通过专门安装的管道将水引入井底水仓再通过井筒的排水系统进入循环系统。

6.筛井井壁疏排水系统调试：系统组成完成后要进行不同水压条件下疏排水测试，并结合井壁受力和水压、水位的实测结果动态反馈疏排水的量值，确保井壁的安全。

一种矿山立井筛井井壁结构及其可控疏水方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。