CN114291944A - 一种地下水库分质分流排水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下水库分质分流排水系统及其控制方法，括处于地面以下并与地下水库连接的水舱、处于地面上的真空引流系统和处于地面上的远程控制系统；所述水舱包括用于向地面供水的第一水舱、用于为井下生产供水的第二水舱和用于为井下降尘消防供水的第三水舱，其中，所述第一水舱的舱底高于所述第二水舱的舱底，所述第二水舱的舱底高于所述第三水舱的舱底。本发明公开的地下水库分质分流排水系统及其控制方法，实现了地下水库出水排放的模块化分割，根据不同的用途及水质要求，合理的将地下水库的矿井水进行再利用，同时可以进行远程监控及控制，更加有利于地下水库排水系统的安全保障、实现矿井水的合理分配利用。

Description

一种地下水库分质分流排水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及地下水库技术领域，尤其涉及一种地下水库分质分流排水系统及其控制方法。

背景技术

煤炭开采过程中形成的地下水库作为蓄水用，矿井水经地下水库净化后的可以进行回用，如井下生产用水、井下消防用水、地面工业用水、居民生活用水及绿化景观杂用水等。但是不同用途的水对水质要求不一样，现有的地下水库排水系统更多的注重于地下水库出水的排放，或是地下水库之间的库间矿井水转移，并未涉及到针对不同用途的矿井水进行分类排放。

有鉴于此，提供一种根据矿井水的用途进行分类处理和排放的地下水库分质分流排水系统及其控制方法成为必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据矿井水的用途进行分类处理和排放的地下水库分质分流排水系统及其控制方法。

本发明技术方案提供一种地下水库分质分流排水系统，包括处于地面以下并与地下水库连接的水舱、处于地面上的真空引流系统和处于地面上的远程控制系统；

所述水舱包括用于向地面供水的第一水舱、用于为井下生产供水的第二水舱和用于为井下降尘消防供水的第三水舱，其中，所述第一水舱的舱底高于所述第二水舱的舱底，所述第二水舱的舱底高于所述第三水舱的舱底；

所述第一水舱的进水口与地下水库出水管连接，地下水库出水管具有出水管阀门，所述第一水舱的出水口通过第一供水管与所述真空引流系统连接，在所述第一供水管上设置有真空阀；

所述第二水舱与所述第一水舱之间具有第一通道，所述第一通道上设置有第一电动阀门，所述第二水舱中具有第一潜水泵，所述第二水舱的出水口上连接有用于向井下的生产设备供水的第二供水管；

所述第三水舱与所述第二水舱之间具有第二通道，所述第二通道上设置有第二电动阀门，所述第三水舱中具有第二潜水泵，所述第三水舱的出水口上连接有用于向井下的消防降尘设备供水的第三供水管；

所述第一水舱、所述第二水舱和所述第三水舱中分别设置有液位计，所述第一水舱和所述第三水舱中还分别设置有水质监测仪，所述第三水舱中还设置有过滤装置和紫外消毒灯管；

所述出水管阀门、所述第一电动阀门、所述第二电动阀门、所述第一潜水泵、所述第二潜水泵、所述液位计和所述水质监测仪分别与所述远程控制系统连接。

在其中一项可选技术方案中，所述第三水舱中的水位保持处于所述紫外消毒灯管的上方。

在其中一项可选技术方案中，当所述第二水舱中的水位低于所述第二水舱的预设水位时，所述远程控制系统控制所述第一电动阀门开启向所述第二水舱中补水；

当所述第三水舱中的水位低于所述第三水舱的预设水位时，所述远程控制系统控制所述第二电动阀门开启向所述第三水舱中补水。

在其中一项可选技术方案中，所述第一水舱、所述第二水舱和所述第三水舱之间连接有回流管，所述回流管中设置有回流管阀门。

在其中一项可选技术方案中，当所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度超出警戒值时，执行如下操作：

开启所述第二电动阀门和所述第二潜水泵，打开对应的所述回流管阀门，通过所述回流管将所述第三水舱中的水反向冲入所述第二水舱中，所述第二水舱中的水再流入所述第三水舱中，通过所述过滤装置对水进行循环过滤，直至所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度低于警戒值。

在其中一项可选技术方案中，在需要对所述第二水舱清洗时，执行如下操作：

所述第一水舱蓄水至所述第一水舱的预设水位后，关闭所述出水管阀门；

开启所述第一电动阀门，所述第一水舱中的水通过所述第一通道快速流下冲洗所述第二水舱；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

在其中一项可选技术方案中，在需要对所述第三水舱清洗时，执行如下操作：

先执行所述第二水舱的清洗操作，在所述第二水舱清洗完毕后，所述第二水舱中处于无水状态，并保持关闭所述第一电动阀门；

打开所述第二电动阀门，所述第三水舱中的水反冲洗所述过滤装置并经所述第二通道进入所述第二水舱中；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的反冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理；

在所述第二通道中不再有水流入所述第二水舱时，根据所述第三水舱中的剩余水位判断所述过滤装置的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗所述过滤装置或选择更换所述过滤装置；

开启所述第二潜水泵，将所述第三水舱中剩余的水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

在其中一项可选技术方案中，所述地下水库分质分流排水系统还包括水净化处理设备；

所述真空引流系统包括有地面用水排放口、紧急排水口和第三潜水泵；

所述地面用水排放口通过管道与所述水净化处理设备连接。

在其中一项可选技术方案中，所述地下水库分质分流排水系统还包括用于向所述第三水舱中供给消毒液的消毒液供给设备，所述消毒液供给设备与所述远程控制系统连接；

当所述第三水舱中的水中的菌类超出警戒时，所述消毒液供给设备向所述第三水舱中添加消毒液，直至所述第三水舱中的水中的菌类低于警戒值。

本发明技术方案还提供一种地下水库分质分流排水系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

水舱蓄水步骤，包括：

打开所述出水管阀门，开启所述第一电动阀门和所述第二电动阀门，开始依次向所述第三水舱、所述第二水舱和所述第一水舱中蓄水；

在所述第三水舱中的水蓄至所诉第三水舱的预设水位后，关闭第二电动阀门；

在所述第二水舱中的水蓄至所述第二水舱的预设水位后，关闭第一电动阀门；

在所述第一水舱中的水蓄至所述第一水舱的预设水位后，关闭第一电动阀门；

地面供水步骤，包括：

在所述第一水舱中的水蓄至所述第一水舱的预设水位后，所述真空阀开启，所述第一水舱中的水吸入所述真空引流系统中，所述第一水舱中的水位下降，所述真空引流系统中蓄水；

当所述真空引流系统中蓄水至所述真空引流系统的预设水位时，所述真空阀关闭，打开所述出水管阀门，所述第一水舱开始蓄水直至完成蓄水；

井下生产供水步骤，包括：

开启所述第一潜水泵，打开所述第二供水管中的阀门，通过所述第二供水管向井下的生产设备供水；

供水完成后，关闭所述第一潜水泵和所述第二供水管中的阀门，开启所述第一电动阀门，所述第二水舱开始蓄水直至完成蓄水；

为井下降尘消防供水步骤，包括：

开启所述第二潜水泵，打开所述第三供水管中的阀门，通过所述第三供水管向井下的消防降尘设备供水；

供水完成后，关闭所述第二潜水泵和所述第三供水管中的阀门，开启所述第二电动阀门，所述第三水舱开始蓄水直至完成蓄水。

在其中一项可选技术方案中，所述控制方法还包括循环过滤步骤，包括：

当所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度超出警戒值时，开启所述第二电动阀门和所述第二潜水泵，打开回流管中对应的回流管阀门，通过所述回流管将所述第三水舱中的水反向冲入所述第二水舱中，所述第二水舱中的水再流入所述第三水舱中，通过所述过滤装置对水进行循环过滤，直至所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度低于警戒值。

在其中一项可选技术方案中，所述控制方法还包括第二水舱清洗步骤，包括：

所述第一水舱蓄水至所述第一水舱的预设水位后，关闭所述出水管阀门；

开启所述第一电动阀门，所述第一水舱中的水通过所述第一通道快速流下冲洗所述第二水舱；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

在其中一项可选技术方案中，所述控制方法还包括第三水舱清洗步骤，包括：

在所述第二水舱清洗完毕后，所述第二水舱中处于无水状态，并保持关闭所述第一电动阀门；

打开所述第二电动阀门，所述第三水舱中的水反冲洗所述过滤装置并经所述第二通道进入所述第二水舱中；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的反冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理；

在所述第二通道中不再有水流入所述第二水舱时，根据所述第三水舱中的剩余水位判断所述过滤装置的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗所述过滤装置或选择更换所述过滤装置；

开启所述第二潜水泵，将所述第三水舱中剩余的水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

在其中一项可选技术方案中，所述控制方法还包括紧急排水步骤，包括：

当所述第一水舱中的水位超出安全水位时，打开所述真空引流系统的紧急排水口，将水排入河沟。

在其中一项可选技术方案中，所述控制方法还包括消毒步骤，包括：

当所述第三水舱中的水中的菌类超出警戒时，通过消毒液供给设备向所述第三水舱中添加消毒液，直至所述第三水舱中的水中的菌类低于警戒值。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的地下水库分质分流排水系统及其控制方法，实现了地下水库出水排放的模块化分割，根据不同的用途及水质要求，合理的将地下水库的矿井水进行再利用，同时可以进行远程监控及控制，更加有利于地下水库排水系统的安全保障、实现矿井水的合理分配利用。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1为本发明一实施例提供的地下水库分质分流排水系统的布局示意图，其中水舱为俯视视角；

图2为水舱在垂直方向的剖视图；

图3为回流管连接在水舱的侧部的示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-2所示，本发明一实施例提供的一种地下水库分质分流排水系统，包括处于地面以下并与地下水库连接的水舱100、处于地面上的真空引流系统200和处于地面上的远程控制系统300。

水舱100包括用于向地面供水的第一水舱1、用于为井下生产供水的第二水舱2和用于为井下降尘消防供水的第三水舱3，其中，第一水舱1的舱底高于第二水舱2的舱底，第二水舱2的舱底高于第三水舱3的舱底。

第一水舱1的进水口与地下水库出水管4连接，地下水库出水管4具有出水管阀门5，第一水舱1的出水口通过第一供水管6与真空引流系统200连接，在第一供水管6上设置有真空阀7。

第二水舱2与第一水舱1之间具有第一通道8，第一通道8上设置有第一电动阀门9，第二水舱2中具有第一潜水泵10，第二水舱2的出水口上连接有用于向井下的生产设备供水的第二供水管11。

第三水舱3与第二水舱2之间具有第二通道12，第二通道12上设置有第二电动阀门13，第三水舱3中具有第二潜水泵14，第三水舱3的出水口上连接有用于向井下的消防降尘设备供水的第三供水管15。

第一水舱1、第二水舱2和第三水舱3中分别设置有液位计18。第一水舱1和第三水舱3中还分别设置有水质监测仪19，第三水舱3中还设置有过滤装置16和紫外消毒灯管17。

出水管阀门5、第一电动阀门9、第二电动阀门13、第一潜水泵10、第二潜水泵14、液位计18和水质监测仪19分别与远程控制系统300连接。

按照矿井水回用的用途、水质要求等分为如下三类：

第一类为地上用水或地面用水，在回用前仍需经过矿井水处理厂或水净化处理设备进行处理。

第二类为井下生产用水，如冲刷巷道等，其对水质要求较低。

第三类为井下消防、降尘用水，此类水体为喷雾形式分布在空气中，与人体接触较为密切，需要悬浮物较低避免喷雾装置堵塞，并需要降低水中菌类的含量(例如大肠杆菌)，以减少对人体的影响，其对于井下安全生产有重要的影响。

本发明提供的地下水库分质分流排水系统，通过配置水舱100，将矿井水处理并分别存储，以实现分类排放。

该地下水库分质分流排水系统包括水舱100、真空引流系统200、地面上的远程控制系统300等。水舱100建造在地面以下，其与地下水库连通蓄水。真空引流系统200建造在地面上，其用于将矿井水采用负压的方式引至地面存储。远程控制系统300配置在地面的厂房中，其用于监测和控制水舱100中的各电动阀的开关，以实现自动控制。

水舱100包括依次排布的第一水舱1、第二水舱2和第三水舱3，其舱底呈台阶式排布。第一水舱1的舱底高于第二水舱2的舱底，第二水舱2的舱底高于第三水舱3的舱底，利于第一水舱1中的水流入第二水舱2，第二水舱2中的水流入第三水舱3。

第一水舱1与地下水库的出水口通过地下水库出水管4连接。第一水舱1用于向地面供水。第二水舱2与第一水舱1之间通过第一通道8连通，第二水舱2用于为井下生产供水。第三水舱3与第二水舱2之间通过第二通道12连通，第三水舱3用于为井下降尘消防供水。

地下水库出水管4具有电动的出水管阀门5，其与远程控制系统300连接，实现自动控制开关。第一水舱1的出水口与真空引流系统200之间通过第一供水管6连接，在第一供水管6上设置有真空阀7。真空引流系统200可采用真空引流罐，其体积可根据实际需要选择。当第一水舱1中的水位蓄至第一预设水位时，真空阀7关闭。当真空引流系统200排水时，其内部压力减小，真空阀7自动打开，第一水舱1中的水可被引流至真空引流系统200中存储。当真空引流系统200中的水存储至预设水位时，真空阀7自动关闭。真空引流系统200与远程控制系统300连接，实现自动控制开启排水和关闭蓄水。

在第一水舱1与第二水舱2之间的隔墙的底部开设有第一通道8，在第一通道8中或在隔墙上安装有第一电动阀门9，第一电动阀门9与远程控制系统300连接，实现自动控制开关，以自动控制打开或关闭第一通道8。第一电动阀门9可选择插板阀。当第一电动阀门9开启打开第一通道8时，第一水舱1中的水可流入第二水舱2中。第二水舱2具有第一潜水泵10，其与远程控制系统300连接，实现自动控制开关。第二供水管11连接在第二水舱2的出水口上并通向井下的巷道中，以为井下的生产设备供水。第一潜水泵10可为第二供水管11的供水提供动力。

在第二水舱2与第三水舱3之间的隔墙的底部开设有第二通道12，在第二通道12中或在隔墙上安装有第二电动阀门13，第二电动阀门13与远程控制系统300连接，实现自动控制开关，以自动控制打开或关闭第二通道12。第二电动阀门13可选择插板阀。当第二电动阀门13开启打开第二通道12时，第二水舱2中的水可流入第三水舱3中。第三水舱3中具有第二潜水泵14，其与远程控制系统300连接，实现自动控制开关。第三供水管15连接在第三水舱3的出水口上并通向井下的巷道中，以为井下的消防降尘设备供水。

第一水舱1、第二水舱2和第三水舱3中分别设置有液位计18，用于监测第一水舱1、第二水舱2和第三水舱3中的水位。第一水舱1和第三水舱3中还分别设置有水质监测仪19，用于监测第一水舱1和第三水舱3中的水质。液位计18和水质监测仪19分别与远程控制系统300连接，以将水位信号和水质信号传输给远程控制系统300，远程控制系统300根据相应的信号，开关相应的电动阀。

第一水舱1中的水质监测仪19可选择水质硬度监测仪，用于监测水质硬度。第三水舱3中的水质监测仪19可选择悬浮物监测仪、大肠杆菌监测仪及浊度监测仪及其组合。

第三水舱3中还设置有过滤装置16和紫外消毒灯管17。过滤装置16与第二通道12所在的隔墙之间间隔一定的距离。过滤装置16的顶部与第三水舱3的顶板密封连接，过滤装置16的底部与第三水舱3的舱底密封连接，过滤装置16的两侧与第三水舱3的侧壁密封连接。过滤装置16可选择滤网、滤芯等组合。从第二通道12流入的水经过滤装置16过滤后可降低悬浮物的含量，很多杂质被挡在过滤装置16与隔墙之间的空间中。紫外消毒灯管17处于过滤装置16的后侧，其用于对经过滤装置16过滤后的矿井水消毒杀菌。根据需要，可在过滤装置16的后侧布置多根紫外消毒灯管17，以提高消毒杀菌效果。紫外消毒灯管17可选择常亮，也可与远程控制系统300连接实现自动控制。

在各水舱蓄水时，其操作方式如下：

打开出水管阀门5，开启第一电动阀门9和第二电动阀门13，开始依次向第三水舱3、第二水舱2和第一水舱1中蓄水。在第三水舱3中的水蓄至第三水舱3的预设水位(第三预设水位)后，关闭第二电动阀门13。在第二水舱2中的水蓄至第二水舱2的预设水位(第二预设水位)后，关闭第一电动阀门9。在第一水舱1中的水蓄至第一水舱1的预设水位(第一预设水位)后，关闭第一电动阀门9。

在向地面供水时，其操作方式如下：

在第一水舱1中的蓄至第一预设水位后，真空阀7自动开启，第一水舱1中的水吸入真空引流系统200中，第一水舱1中的水位下降，真空引流系统200中蓄水。当真空引流系统200中蓄水至真空引流系统200的预设水位(第四预设水位)时，真空阀7关闭，打开出水管阀门5，第一水舱1开始蓄水直至蓄至第一预设水位。

在向井下生产供水时，其操作方式如下：

开启第一潜水泵10，打开第二供水管11中的阀门，通过第二供水管11向井下的生产设备供水。

供水完成后，关闭第一潜水泵10和第二供水管11中的阀门，开启第一电动阀门9，第二水舱2开始蓄水直至蓄至第二预设水位。

在向井下降尘消防供水时，其操作方式如下：

开启第二潜水泵14，打开第三供水管15中的阀门，通过第三供水管15向井下的消防降尘设备供水。

供水完成后，关闭第二潜水泵14和第三供水管15中的阀门，开启第二电动阀门13，第三水舱3开始蓄水直至蓄至第三预设水位。

由此，本发明提供的地下水库分质分流排水系统，实现了地下水库出水排放的模块化分割，根据不同的用途及水质要求，合理的将地下水库的矿井水进行再利用，同时可以进行远程监控及控制，更加有利于地下水库排水系统的安全保障、实现矿井水的合理分配利用。

在其中一个实施例中，如图1-2所示，第三水舱3中的水位保持处于紫外消毒灯管17的上方，防止紫外消毒灯管17上结垢。

在其中一个实施例中，当第二水舱2中的水位低于第二预设水位时，远程控制系统300控制第一电动阀门9开启向第二水舱2中补水。

当第三水舱3中的水位低于第三预设水位时，远程控制系统300控制第二电动阀门13开启向第三水舱3中补水。

在其中一个实施例中，如图1和图3所示，第一水舱1、第二水舱2和第三水舱3之间连接有回流管20，回流管20中设置有回流管阀门21，用于第二水舱2和第三水舱3的反冲洗用，也用于第三水舱3的重复过滤用。

根据需要，可在各水舱与回流管20的连接处安装回流管阀门21，以控制水流方向。

在其中一个实施例中，当第三水舱3中的水中的悬浮物浓度超出警戒值时，执行如下操作：

开启第二电动阀门13和第二潜水泵14，打开对应的回流管阀门21，通过回流管20将第三水舱3中的水反向冲入第二水舱2中，第二水舱2中的水再流入第三水舱3中，通过过滤装置16对水进行循环过滤，直至第三水舱3中的水中的悬浮物浓度低于警戒值。

悬浮物警戒值可根据行业规范进行选择，并预设在远程控制系统300中。

在其中一个实施例中，在需要对第二水舱2清洗时，执行如下操作：

第一水舱1蓄水至第一预设水位后，关闭出水管阀门5。

开启第一电动阀门9，第一水舱1中的水通过第一通道8快速流下冲洗第二水舱2。

开启第一潜水泵10，将第二水舱2中的冲洗水通过回流管20输送回第一水舱1并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

一般地，第一水舱1的第一预设水位高于第二水舱2的水位。在对第二水舱2清洗时，先关闭第一电动阀门9，第一水舱1蓄水直至蓄至第一预设水位。立马开启第一电动阀门9打开第一通道8，第一潜水泵10，打开回流管20上对应的回流管阀门21，第一水舱1中的水通过第一通道8快速流下冲洗第二水舱2，同时该冲洗水通过回流管20输送回第一水舱1。输送回第一水舱1中的冲洗水被输送至地面上的污水处理厂进行处理。

根据需要，可在第一水舱1中安装第三潜水泵，并连接管道至污水处理厂，可通过第三潜水泵直接将回流至第一水舱1中的冲洗水输出至地面上的污水处理厂进行处理。

根据需要，也可直接采用真空引流系统200将第一水舱1中的冲洗水输出至地面上的污水处理厂进行处理。冲洗后的水通过真空引流系统200的排污口或紧急排水口202排出至污水处理厂进行处理。

根据需要，可反复冲洗几次，以提高对第二水舱2的清洗效果。

在其中一个实施例中，在需要对第三水舱3清洗时，执行如下操作：

先执行第二水舱2的清洗操作，在第二水舱2清洗完毕后，第二水舱2中处于无水状态，并保持关闭第一电动阀门9。

打开第二电动阀门13，第三水舱3中的水反冲洗过滤装置16并经第二通道12进入第二水舱2中。

开启第一潜水泵10，将第二水舱中的反冲洗水通过回流管20输送回第一水舱1并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

在第二通道12中不再有水流入第二水舱2时，根据第三水舱3中的剩余水位判断过滤装置16的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗过滤装置16或选择更换过滤装置16。

开启第二潜水泵14，将第三水舱3中剩余的水通过回流管20输送回第一水舱1并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

根据需要，可在第二水舱2、第三水舱3与回流管20连接的管口处安装电动阀22。

一般地，是在第一水舱1、第二水舱2、第三水舱3蓄水后，执行先清洗第二水舱2，后清洗第三水舱3。

在第二水舱2清洗完成后，其处于排空状态。所以，在打开第二电动阀门13后，第三水舱3中的水会朝向第二水舱2中流动，从而起到反冲洗过滤装置16的作用。还可根据根据第三水舱3中的剩余水位来判断过滤装置16的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗过滤装置16或选择更换过滤装置16。

第二通道12设置在第二水舱2的舱底，其处于第二水舱2与第三水舱3的台阶处。第二通道12的上下边缘之间的高度一般在1m以上。

当第二通道12中不再有水流入第二水舱2时：

如第三水舱3中剩余水位与第二通道12的下部边缘基本持平，则表示过滤装置16的过率效果良好，无需更换和反复反冲洗。

如第三水舱3中剩余水位处于第二通道12的中线与下部边缘之间，则表示过滤装置16的过率变差，需要反复多次反冲洗。

如第三水舱3中剩余水位高于第二通道12的上部边缘，则表示需要更换过滤装置16。

在判断完过滤装置16的过滤性能后，开启第二潜水泵14，通过回流管20将第三水舱3中的水排空。输送回第一水舱1中的水输送至地面上的污水处理厂进行处理。

如需要更换过滤装置16，用户可在第三水舱3排空后进入更换换过滤装置16。

如需要反复冲洗过滤装置16，则重新对第三水舱3蓄水。此时，可选择关闭第一电动阀门9、关闭第二电动阀门13，关闭回流管20与第二水舱2连接处的电动阀22，打开回流管20与第三水舱3连接处的电动阀22，打开出水管阀门5，第一水舱1中的水经回流管20进入第三水舱3中直至蓄水至第三预设水位后关闭上述各阀门，再次执行对过滤装置16的反冲洗。根据需要，可多次反复操作，以尽可能将过滤装置16冲洗干净。

在其中一个实施例中，如图1所示，地下水库分质分流排水系统还包括水净化处理设备400。

真空引流系统200包括有地面用水排放口201、紧急排水口202和第三潜水泵203。地面用水排放口201通过管道与水净化处理设备400连接。紧急排水口202可引导至河沟地区。

真空引流系统200中的水可通过地面用水排放口201供至水净化处理设备400进行净化处理，再根据需要输送至地面所需场所。

当第一水舱1中的水位超出安全水位时，打开真空引流系统200的紧急排水口202，将水排入河沟。安全水位一般高于第一水舱1的第一预设水位。

在其中一个实施例中，如图1所示，地下水库分质分流排水系统还包括用于向第三水舱3中供给消毒液的消毒液供给设备500，消毒液供给设备500与远程控制系统300连接。

当第三水舱3中的水中的菌类超出警戒时，消毒液供给设备500向第三水舱3中添加消毒液，直至第三水舱3中的水中的菌类低于警戒值。

当大肠杆菌浓度高于标准值时，可以通过添加药剂等方式强化消毒杀菌过程。远程控制系统300控制消毒液供给设备500开启向第三水舱3中供给消毒液。消毒液供给设备500可建造在第三水舱3的外侧，通过管道与第三水舱3连接。

结合图1-3所示，本发明实施例提供的一种地下水库分质分流排水系统的控制方法，包括如下步骤：

水舱蓄水步骤，包括：

打开出水管阀门5，开启第一电动阀门9和第二电动阀门13，开始依次向第三水舱3、第二水舱2和第一水舱1中蓄水。

在第三水舱3中的水蓄至第三水舱3的预设水位后，关闭第二电动阀门13。

在第二水舱2中的水蓄至第二水舱2的预设水位后，关闭第一电动阀门9。

在第一水舱1中的水蓄至第一水舱1的预设水位后，关闭第一电动阀门9。

地面供水步骤，包括：

在第一水舱1中的蓄至第一水舱1的预设水位后，真空阀7自动开启，第一水舱1中的水被吸入真空引流系统200中，第一水舱1中的水位下降，真空引流系统200中蓄水。

当真空引流系统200中蓄水至真空引流系统200的预设水位时，真空阀7自动关闭，打开出水管阀门5，第一水舱1开始蓄水直至完成蓄水。

井下生产供水步骤，包括：

开启第一潜水泵10，打开第二供水管11中的阀门，通过第二供水管11向井下的生产设备供水。

供水完成后，关闭第一潜水泵10和第二供水管11中的阀门，开启第一电动阀门9，第二水舱2开始蓄水直至完成蓄水。

为井下降尘消防供水步骤，包括：

开启第二潜水泵14，打开第三供水管15中的阀门，通过第三供水管15向井下的消防降尘设备供水。

供水完成后，关闭第二潜水泵14和第三供水管15中的阀门，开启第二电动阀门13，第三水舱3开始蓄水直至完成蓄水。在其中一个实施例中，控制方法还包括循环过滤步骤，包括：

当第三水舱3中的水中的悬浮物浓度超出警戒值时，开启第二电动阀门13和第二潜水泵14，打开回流管20中对应的回流管阀门21，通过回流管20将第三水舱3中的水反向冲入第二水舱2中，第二水舱2中的水再流入第三水舱3中，通过过滤装置16对水进行循环过滤，直至第三水舱3中的水中的悬浮物浓度低于警戒值。

在其中一个实施例中，控制方法还包括第二水舱清洗步骤，包括：

第一水舱1蓄水至第一水舱1的预设水位后，关闭出水管阀门5。

开启第一电动阀门9，第一水舱1中的水通过第一通道8快速流下冲洗第二水舱2。

开启第一潜水泵10，将第二水舱2中的冲洗水通过回流管20输送回第一水舱1并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

一般地，第一水舱1的第一预设水位高于第二水舱2的水位。在对第二水舱2清洗时，先关闭第一电动阀门9，第一水舱1蓄水直至蓄至第一预设水位。立马开启第一电动阀门9打开第一通道8，第一潜水泵10，打开回流管20上对应的回流管阀门21，第一水舱1中的水通过第一通道8快速流下冲洗第二水舱2，同时该冲洗水通过回流管20输送回第一水舱1。输送回第一水舱1中的冲洗水被输送至地面上的污水处理厂进行处理。

根据需要，可在第一水舱1中安装第三潜水泵，并连接管道至污水处理厂，可通过第三潜水泵直接将回流至第一水舱1中的冲洗水输出至地面上的污水处理厂进行处理。

根据需要，也可直接采用真空引流系统200将第一水舱1中的冲洗水输出至地面上的污水处理厂进行处理。冲洗后的水通过真空引流系统200的排污口或紧急排水口202排出至污水处理厂进行处理。

在其中一个实施例中，控制方法还包括第三水舱清洗步骤，包括：

在第二水舱2清洗完毕后，第二水舱2中处于无水状态，并保持关闭第一电动阀门9。

打开第二电动阀门13，第三水舱33中的水反冲洗过滤装置16并经第二通道12进入第二水舱2中。

开启第一潜水泵10，将第二水舱2中的反冲洗水通过回流管20输送回第一水舱1并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

在第二通道12中不再有水流入第二水舱2时，根据第三水舱3中的剩余水位判断过滤装置16的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗过滤装置16或选择更换过滤装置16。

开启第二潜水泵14，将第三水舱3中剩余的水通过回流管20输送回第一水舱1并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

根据需要，可在第二水舱2、第三水舱3与回流管20连接的管口处安装电动阀22。

一般地，是在第一水舱1、第二水舱2、第三水舱3蓄水后，执行先清洗第二水舱2，后清洗第三水舱3。

在第二水舱2清洗完成后，其处于排空状态。所以，在打开第二电动阀门13后，第三水舱3中的水会朝向第二水舱2中流动，从而起到反冲洗过滤装置16的作用。还可根据根据第三水舱3中的剩余水位来判断过滤装置16的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗过滤装置16或选择更换过滤装置16。

第二通道12设置在第二水舱2的舱底，其处于第二水舱2与第三水舱3的台阶处。第二通道12的上下边缘之间的高度一般在1m以上。

当第二通道12中不再有水流入第二水舱2时：

如第三水舱3中剩余水位与第二通道12的下部边缘基本持平，则表示过滤装置16的过率效果良好，无需更换和反复反冲洗。

如第三水舱3中剩余水位处于第二通道12的中线与下部边缘之间，则表示过滤装置16的过率变差，需要反复多次反冲洗。

如第三水舱3中剩余水位高于第二通道12的上部边缘，则表示需要更换过滤装置16。

在判断完过滤装置16的过滤性能后，开启第二潜水泵14，通过回流管20将第三水舱3中的水排空。输送回第一水舱1中的水输送至地面上的污水处理厂进行处理。

如需要更换过滤装置16，用户可在第三水舱3排空后进入更换换过滤装置16。

如需要反复冲洗过滤装置16，则重新对第三水舱3蓄水。此时，可选择关闭第一电动阀门9、关闭第二电动阀门13，关闭回流管20与第二水舱2连接处的电动阀22，打开回流管20与第三水舱3连接处的电动阀22，打开出水管阀门5，第一水舱1中的水经回流管20进入第三水舱3中直至蓄水至第三预设水位后关闭上述各阀门，再次执行对过滤装置16的反冲洗。根据需要，可多次反复操作，以尽可能将过滤装置16冲洗干净。

在其中一个实施例中，控制方法还包括紧急排水步骤，包括：

当第一水舱1中的水位超出安全预设水位时，打开真空引流系统200的紧急排水口202，将水排入河沟。

在其中一个实施例中，控制方法还包括消毒步骤，包括：

当第三水舱3中的水中的菌类超出警戒时，通过消毒液供给设备500向第三水舱3中添加消毒液，直至第三水舱3中的水中的菌类低于警戒值。

综上所述，本发明提供的地下水库分质分流排水系统及其控制方法，实现了地下水库出水排放的模块化分割，根据不同的用途及水质要求，合理的将地下水库的矿井水进行再利用，同时可以进行远程监控及控制，更加有利于地下水库排水系统的安全保障、实现矿井水的合理分配利用。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种地下水库分质分流排水系统，其特征在于，包括处于地面以下并与地下水库连接的水舱、处于地面上的真空引流系统和处于地面上的远程控制系统；

所述水舱包括用于向地面供水的第一水舱、用于为井下生产供水的第二水舱和用于为井下降尘消防供水的第三水舱，其中，所述第一水舱的舱底高于所述第二水舱的舱底，所述第二水舱的舱底高于所述第三水舱的舱底；

所述第一水舱的进水口与地下水库出水管连接，地下水库出水管具有出水管阀门，所述第一水舱的出水口通过第一供水管与所述真空引流系统连接，在所述第一供水管上设置有真空阀；

所述第二水舱与所述第一水舱之间具有第一通道，所述第一通道上设置有第一电动阀门，所述第二水舱中具有第一潜水泵，所述第二水舱的出水口上连接有用于向井下的生产设备供水的第二供水管；

所述第三水舱与所述第二水舱之间具有第二通道，所述第二通道上设置有第二电动阀门，所述第三水舱中具有第二潜水泵，所述第三水舱的出水口上连接有用于向井下的消防降尘设备供水的第三供水管；

所述第一水舱、所述第二水舱和所述第三水舱中分别设置有液位计，所述第一水舱和所述第三水舱中还分别设置有水质监测仪，所述第三水舱中还设置有过滤装置和紫外消毒灯管；

所述出水管阀门、所述第一电动阀门、所述第二电动阀门、所述第一潜水泵、所述第二潜水泵、所述液位计和所述水质监测仪分别与所述远程控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，

所述第三水舱中的水位保持处于所述紫外消毒灯管的上方。

3.根据权利要求1所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，

当所述第二水舱中的水位低于所述第二水舱的预设水位时，所述远程控制系统控制所述第一电动阀门开启向所述第二水舱中补水；

当所述第三水舱中的水位低于所述第三水舱的设水位时，所述远程控制系统控制所述第二电动阀门开启向所述第三水舱中补水。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，所述第一水舱、所述第二水舱和所述第三水舱之间连接有回流管，所述回流管中设置有回流管阀门。

5.根据权利要求4所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，

当所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度超出警戒值时，执行如下操作：

开启所述第二电动阀门和所述第二潜水泵，打开对应的所述回流管阀门，通过所述回流管将所述第三水舱中的水反向冲入所述第二水舱中，所述第二水舱中的水再流入所述第三水舱中，通过所述过滤装置对水进行循环过滤，直至所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度低于警戒值。

6.根据权利要求4所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，

在需要对所述第二水舱清洗时，执行如下操作：

所述第一水舱蓄水至所述第一水舱的预设水位后，关闭所述出水管阀门；

开启所述第一电动阀门，所述第一水舱中的水通过所述第一通道快速流下冲洗所述第二水舱；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

7.根据权利要求6所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，

在需要对所述第三水舱清洗时，执行如下操作：

先执行所述第二水舱的清洗操作，在所述第二水舱清洗完毕后，所述第二水舱中处于无水状态，并保持关闭所述第一电动阀门；

打开所述第二电动阀门，所述第三水舱中的水反冲洗所述过滤装置并经所述第二通道进入所述第二水舱中；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的反冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理；

在所述第二通道中不再有水流入所述第二水舱时，根据所述第三水舱中的剩余水位判断所述过滤装置的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗所述过滤装置或选择更换所述过滤装置；

开启所述第二潜水泵，将所述第三水舱中剩余的水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

8.根据权利要求1所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，所述地下水库分质分流排水系统还包括水净化处理设备；

所述真空引流系统包括有地面用水排放口、紧急排水口和第三潜水泵；

所述地面用水排放口通过管道与所述水净化处理设备连接。

9.根据权利要求1所述的地下水库分质分流排水系统，其特征在于，所述地下水库分质分流排水系统还包括用于向所述第三水舱中供给消毒液的消毒液供给设备，所述消毒液供给设备与所述远程控制系统连接；

当所述第三水舱中的水中的菌类超出警戒时，所述消毒液供给设备向所述第三水舱中添加消毒液，直至所述第三水舱中的水中的菌类低于警戒值。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的地下水库分质分流排水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

水舱蓄水步骤，包括：

打开所述出水管阀门，开启所述第一电动阀门和所述第二电动阀门，开始依次向所述第三水舱、所述第二水舱和所述第一水舱中蓄水；

在所述第三水舱中的水蓄至所述第三水舱的预设水位后，关闭第二电动阀门；

在所述第二水舱中的水蓄至所述第二水舱的预设水位后，关闭第一电动阀门；

在所述第一水舱中的水蓄至所述第一水舱的预设水位后，关闭第一电动阀门；

地面供水步骤，包括：

在所述第一水舱中的水蓄至所述第一水舱的预设水位后，所述真空阀开启，所述第一水舱中的水吸入所述真空引流系统中，所述第一水舱中的水位下降，所述真空引流系统中蓄水；

当所述真空引流系统中蓄水至所述真空引流系统的预设水位时，所述真空阀关闭，打开所述出水管阀门，所述第一水舱开始蓄水直至完成蓄水；

井下生产供水步骤，包括：

开启所述第一潜水泵，打开所述第二供水管中的阀门，通过所述第二供水管向井下的生产设备供水；

供水完成后，关闭所述第一潜水泵和所述第二供水管中的阀门，开启所述第一电动阀门，所述第二水舱开始蓄水直至完成蓄水；

为井下降尘消防供水步骤，包括：

开启所述第二潜水泵，打开所述第三供水管中的阀门，通过所述第三供水管向井下的消防降尘设备供水；

供水完成后，关闭所述第二潜水泵和所述第三供水管中的阀门，开启所述第二电动阀门，所述第三水舱开始蓄水直至完成蓄水。

11.根据权利要求10所述的地下水库分质分流排水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括循环过滤步骤，包括：

当所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度超出警戒值时，开启所述第二电动阀门和所述第二潜水泵，打开回流管中对应的回流管阀门，通过所述回流管将所述第三水舱中的水反向冲入所述第二水舱中，所述第二水舱中的水再流入所述第三水舱中，通过所述过滤装置对水进行循环过滤，直至所述第三水舱中的水中的悬浮物浓度低于警戒值。

12.根据权利要求10所述的地下水库分质分流排水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括第二水舱清洗步骤，包括：

所述第一水舱蓄水至所述第一水舱的预设水位后，关闭所述出水管阀门；

开启所述第一电动阀门，所述第一水舱中的水通过所述第一通道快速流下冲洗所述第二水舱；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

13.根据权利要求12所述的地下水库分质分流排水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括第三水舱清洗步骤，包括：

在所述第二水舱清洗完毕后，所述第二水舱中处于无水状态，并保持关闭所述第一电动阀门；

打开所述第二电动阀门，所述第三水舱中的水反冲洗所述过滤装置并经所述第二通道进入所述第二水舱中；

开启所述第一潜水泵，将所述第二水舱中的反冲洗水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理；

在所述第二通道中不再有水流入所述第二水舱时，根据所述第三水舱中的剩余水位判断所述过滤装置的过滤效果，以供后续选择继续反冲洗所述过滤装置或选择更换所述过滤装置；

开启所述第二潜水泵，将所述第三水舱中剩余的水通过所述回流管输送回所述第一水舱并输送至地面上的污水处理厂进行处理。

14.根据权利要求10所述的地下水库分质分流排水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括紧急排水步骤，包括：

当所述第一水舱中的水位超出安全水位时，打开所述真空引流系统的紧急排水口，将水排入河沟。

15.根据权利要求10所述的地下水库分质分流排水系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括消毒步骤，包括：

当所述第三水舱中的水中的菌类超出警戒时，通过消毒液供给设备向所述第三水舱中添加消毒液，直至所述第三水舱中的水中的菌类低于警戒值。

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