一种原位处理地下水污染物的装置

1.本发明涉及地下水污染物处理技术领域，具体为一种原位处理地下水污染物的装置。

背景技术：

[0002]“原位”是相对传统水体下采煤(异位开采)而言，利用“原位注过热蒸汽开采技术”对水库下煤层进行开采，即通过压裂技术增加煤层渗透性，沿注热井将高温过热水蒸汽注入到煤层中，使煤体在地下原位发生热解，生成大量可燃气体与煤焦油，但是煤在热解过程中，除了可燃气体与煤焦油，还会产生固态(半焦或焦炭)产物，并且随着煤层不断被开采，煤层顶部会垮落，导致上面含水层的地下水会涌入采空区，残留在采空区的多环芳烃、铅等有机、无机污染物会溶于地下水中，造成地下水污染。
[0003]
目前对于地下水污染物的修复方法有很多，比如抽出-处理技术以及可渗透反应墙技术等，但是这些方法主要在污染后期进行处理，而且处理工艺复杂，实际操作难度大，并不适用于对煤层采空区，目前也有一些原位处理技术在打几口注入井向煤炭采空区注入微生物进行修复，但是在通过过热蒸汽对煤层进行开采时，过热蒸汽是通过注热井注入煤层，然后飘散至煤层其他部分对其余的煤炭进行热解，导致煤层的不同位置接触的过热蒸汽温度不同，从而使得采空区内固态(半焦或焦炭)产物的分布也并不均匀，通入的微生物与固态产物的结合体分布也不均匀，导致当地下水涌入采空区时，地下水充满煤层土壤以及固态产物缝隙，使得地下水的流动性降低，导致微生物分布少的采空区内的地下水污染物修复速度慢，甚至无法完全修复地下水中的污染。为此，我们提出一种原位处理地下水污染物的装置。

技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种原位处理地下水污染物的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种原位处理地下水污染物的装置，包括转动座，所述转动座内壁设有连通管，所述连通管内壁设有能够带动转动座转动的驱动机构；所述转动座底部设有能够对煤层采空区的半焦和焦炭产物进行整平的整理机构；所述驱动机构带动整理机构对采空区内分布不均匀的半焦和焦炭产物进行整平。
[0006]
优选的，所述驱动机构包括设置在转动座内壁的叶轮，所述叶轮一端穿出连通管内壁设有斜齿轮，所述斜齿轮外侧设有传动齿，所述传动齿与转动座连接。
[0007]
优选的，所述整理机构包括分别设置在转动座底部两侧的第一传输板，所述第一传输板靠近转动座一端设有转动块，所述转动座内壁设有能够与转动块连接的转动槽，任意所述转动块内侧设有连通口，所述第一传输板靠近转动座一端内壁设有固定筒，所述固定筒内壁设有能够带动第一传输板展开的展开件，所述第一传输板远离转动座一端设有能够根据采空区空间大小调节整平面积的伸缩件。
[0008]
优选的，所述展开件包括设置在固定筒内壁的支撑杆，所述支撑杆一端与转动座内壁连接，所述支撑杆外侧设有涡旋弹簧，所述涡旋弹簧一端与固定筒内壁连接。
[0009]
优选的，所述伸缩件包括设置在第一传输板内壁的第二传输板，所述第二传输板靠近第一传输板一端设有限位块一，所述限位块一一端设有拉伸弹簧一，所述拉伸弹簧一一端与第一传输板内壁连接，所述第二传输板内壁设有第三传输板，所述第三传输板靠近第二传输板一端设有限位块二，所述限位块二一端设有拉伸弹簧二，所述拉伸弹簧二一端与第二传输板内壁连接。
[0010]
优选的，所述第三传输板一端设有挤压头，所述挤压头两侧分别设有弧形端。
[0011]
优选的，所述第二传输板以及第三传输板底部分别设有连通孔，所述第一传输板底部设有喷头。
[0012]
优选的，两个所述第一传输板底部喷头的喷口位置相对。
[0013]
优选的，所述第一传输板、第二传输板以及第三传输板上方设有通气孔。
[0014]
优选的，所述通气孔形状为锥形，所述通气孔中心处设有分隔板。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0016]
本发明在使用时，通过连通管将转动座送至煤层采空区后，整理机构在采空区内自动展开，从而对采空区上层的土壤进行支撑，防止采空区坍塌影响煤层的采集，当对采煤产生的污染物进行处理时，连通管带动转动座靠近采空区底部，工作人员在地面向连通管内通入水以及微生物，水流带动驱动机构工作，驱动机构带动转动座转动，转动座带动整理机构在采空区内壁转动，整理机构转动并配合喷出的水流将采空区底部分布的半焦和焦炭固态产物整平分布在采空区底部，从而避免半焦和焦炭固态产物分布不均导致微生物与固态产物的结合体在采空区分布不均匀，造成采空区的污染物处理不彻底。
附图说明
[0017]
图1为本发明工作状态示意图；
[0018]
图2为本发明结构主视示意图；
[0019]
图3为本发明结构驱动机构主视剖视示意图；
[0020]
图4为本发明结构连通管预转动座连接剖视示意图；
[0021]
图5为本发明结构连接座俯视剖视示意图；
[0022]
图6为本发明结构连接座仰视剖视示意图；
[0023]
图7为本发明结构伸缩件俯视剖视示意图；
[0024]
图8为本发明结构两个喷头位置示意图；
[0025]
图9为本发明结构带有通气孔的第一传输板俯视主视示意图；
[0026]
图10为本发明结构分隔板主视剖视示意图。
[0027]
图中：1-转动座；2-连通管；3-驱动机构；30-叶轮；31-斜齿轮；32-传动齿；4-整理机构；40-第一传输板；41-转动块；42-转动槽；43-连通口；44-固定筒；45-展开件；46-伸缩件；47-支撑杆；48-涡旋弹簧；49-第二传输板；410-限位块一；411-拉伸弹簧一；412-第三传输板；413-限位块二；414-拉伸弹簧二；415-挤压头；416-弧形端；417-连通孔；418-喷头；419-通气孔；420-分隔板；5-采空区；6-注入井；7-注热井；8-收集井。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例一
[0030]
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种原位处理地下水污染物的装置，包括转动座1，连通管2一端与转动座1内壁转动连接，连通管2位于采空区5上方的注入井6内壁，且连通管2一端穿出注入井6由地面工作人员管理，连通管2内壁设有能够带动转动座1转动的驱动机构3；转动座1底部设有能够对煤层采空区5的半焦和焦炭产物进行整平的整理机构4；驱动机构3带动整理机构4对采空区5内分布不均匀的半焦和焦炭产物进行整平，使用时，工作人员在采煤区打通多个注入井6，将连通管2插入注入井6中，通过连通管2将转动座1送至采空区5内壁，转动座1将整理机构4移动至采空区5内壁后，整理机构4自动展开，多个整理机构4共同对采空区5上方进行支撑，在正常采煤时，将过热蒸汽通过注热井7注入煤层内，过热蒸汽将煤层热解产生可燃气体以及煤焦油，煤焦油在高温下气化与可燃气体、过热蒸汽一起通过收集井8被地上设备收集，煤层经过过热蒸汽的热解后形成采空区5，并且热解后产生的半焦和焦炭固态产物留在采空区5底部，连通管2将整理机构4移动至采空区5上方，使得整理机构4能够位于对采空区5上方的土壤进行支撑，从而避免在对煤层开采时发生土壤坍塌，并且在对采空区5的污染物进行修复时，对多口注入井6内的连通管2进行分批操作，避免同时对采空区5底部的半焦和焦炭整平时，采空区5发生坍塌，地面的工作人员通过连通管2控制整理机构4下降至采空区5底部，并向连通管2内通入水以及微生物，水流通过连通管2进入整理机构4内，同时水流带动驱动机构3工作，驱动机构3带动转动座1转动，转动座1带动整理机构4转动以配合将采空区5底部分布不均匀的半焦以及焦炭进行摊平，并且整理机构4在摊平半焦以及焦炭时，将水流以及微生物喷洒至半焦以及焦炭表面，使得微生物与焦炭和半焦形成结合体，利用半焦和焦炭的孔隙对水中的污染物进行处理净化无需在地下水污染区域进行地下施工，操作过程简单，易于实现，成本低廉，并且净化完成后向采空区5内注水以配合将对采空区5进行填充。
[0031]
驱动机构3包括与转动座1内壁转动连接的叶轮30，叶轮30一端穿出连通管2内壁固定连接有斜齿轮31，斜齿轮31外侧啮合有传动齿32，传动齿32与转动座1固定连接，当工作人员向连通管2内通入水流和微生物时，水流通过连通管2流入转动座1内壁，同时水流推动叶轮30转动，叶轮30带动外侧的斜齿轮31转动，斜齿轮31带动传动齿32移动，从而使得转动座1发生转动，转动座1转动带动整理机构4转动以配合对采空区5底部分布的半焦和焦炭进行摊平。
[0032]
整理机构4包括分别位于转动座1底部两侧的第一传输板40，第一传输板40靠近转动座1一端固定连接有转动块41，转动座1内壁开设有能够与转动块41转动连接的转动槽42，其中一个转动块41内侧开设有连通口43，使得第一传输板40与转动座1连通，进而转动座1内壁的水能够输送至第一传输板40内，第一传输板40靠近转动座1一端内壁固定连接有固定筒44，固定筒44内壁设有能够带动第一传输板40展开的展开件45，第一传输板40远离转动座1一端设有能够根据采空区5空间大小调节整平面积的伸缩件46，当转动座1将整理
机构4移动至采空区5时，连通管2内壁不在对第一传输板40产生挤压，展开件45带动固定筒44转动，固定筒44带动第一传输板40转动，第一传输板40带动转动块41沿着转动槽42内壁转动，从而使得转动座1两侧的第一传输板40转动90
°
，使得转动座1与两个第一传输板40呈t字形，工作人员通过提升连通管2使得两个第一传输板40与采空区5上方土壤接触以配合对土壤进行支撑，并且随着采空区5不断增大，伸缩件46展开以配合对面积不断增加的采空区5进行支撑，当对采空区5底部的半焦以及焦炭进行摊平时，工作人员对多个注入井6内的连通管2分批进行操作，通过连通管2将转动座1移动至采空区5下方后，向连通管2内添加水流以及微生物，水流带动叶轮30转动，叶轮30带动斜齿轮31转动，斜齿轮31带动传动齿32移动，传动齿32带动转动座1转动，转动座1带动第一传输板40转动，第一传输板40带动伸缩件46转动，第一传输板40和伸缩件46在采空区5底部转动以配合将第一传输板40和伸缩件46所在高度的半焦和焦炭进行摊平，工作人员在地面逐步控制连通管2下降的高度，使得第一传输板40和伸缩件46逐步将采空区5底部的半焦和焦炭摊平，并且连通管2内的水流经过叶轮30后进入转动座1内壁，转动座1内的水流通过连通口43分别进入两个第一传输板40内壁，第一传输板40将水流送至伸缩件46内壁，通过第一传输板40以及伸缩件46将水流以及微生物喷洒至采空区5底部，水、微生物以及半焦、焦炭相互混合以配合将采空区5底部的污染物进行净化，并且通过连通管2能够向采空区5内增加微生物繁殖所需的营养物质，操作简单，需要继续采煤时将第一传输板40以及伸缩件46移动至采空区5上方对采空区5的内壁进行支撑，采煤停止时能够向采空区5添加营养物质和微生物，使得微生物和采煤余留的半焦和焦炭固态产物结合以配合对采空区5底部的水流中的污染物进行净化，当进行收纳时，工作人员在地面将连通管2抽出注入井6内壁，连通管2带动转动座1沿着注入井6内壁向上移动，转动座1带动两个第一传输板40的端部向上，使得第一传输板40的侧边与注入井6端口内壁相互挤压，从而推动第一传输板40发生转动，第一传输板40带动转动块41沿着转动槽42内壁转动，第一传输板40带动固定筒44转动，以配合对展开件45进行收缩。
[0033]
展开件45包括位于固定筒44内壁的支撑杆47，支撑杆47一端与固定筒44内壁转动连接，支撑杆47另一端与转动座1内壁固定连接，支撑杆47外侧固定连接有涡旋弹簧48，涡旋弹簧48一端与固定筒44内壁固定连接，当第一伸缩板进行采空区5内壁时，处于压缩状态的涡旋弹簧48带动固定筒44转动，固定筒44带动第一传输板40转动使得两个第一传输板40与转动座1呈t字形，当对第一传输板40进行收纳时，注入井6靠近采空区5一端内壁挤压第一传输板40侧边，推动第一传输板40带动转动块41沿着转动槽42内壁转动，第一传输板40带动固定筒44转动，固定筒44转动使得涡旋弹簧48收缩，第一传输板40与与转动座1呈“一”字形。
[0034]
伸缩件46包括与第一传输板40内壁滑动连接的第二传输板49，第二传输板49靠近第一传输板40一端固定连接有限位块一410，限位块一410一端固定连接有拉伸弹簧一411，拉伸弹簧一411一端与第一传输板40内壁固定连接，第二传输板49内壁滑动连接有第三传输板412，第三传输板412远离第二传输板49一端固定连接有挤压头415，挤压头415两侧分别固定连接有弧形端416，第三传输板412靠近第二传输板49一端固定连接有限位块二413，限位块二413一端固定连接有拉伸弹簧二414，拉伸弹簧二414一端与第二传输板49内壁固定连接，第二传输板49以及第三传输板412底部分别开设有连通孔417，第一传输板40底部固定连接有喷头418，两个第一传输板40底部喷头418的喷口位置相对，当两个第一传输板
40与转动座1呈“一”字形时，两个喷头418位置相互错开以配合收纳，第一传输板40与第二传输板49相互连通，第二传输板49与第三传输板412相互连通，当水流进入第一传输板40时，水流通过第一传输板40进行第二传输板49内壁，第二传输板49将水流传入第三传输板412内壁，当伸缩件46未展开时，即第一传输板40、第二传输板49与第三传输板412重叠时，连通孔417与喷头418位置对应，使得水流依然能够通过喷头418喷出，随着采空区5的面积变大，拉伸弹簧一411以及拉伸弹簧二414收缩使得第一传输板40与第二传输板49、第三传输板412分离以配合对增大的采空区5进行支撑，当对采空区5底部的半焦和焦炭进行摊平时，转动座1转动带动第一传输板40转动，第一传输板40带动第二传输板49和第三传输板412转动，若采空区5的宽度较短，则第三传输板412转动时，挤压头415的弧形端416先接触采空区5内壁，采空区5内壁与挤压头415的弧形端416相互挤压，使得第三传输板412沿着第二传输板49内壁滑动，第三传输板412移动从而对拉伸弹簧二414进行拉伸，并且第一传输板40、第二传输板49与第三传输板412将采空区5底部的半焦和焦炭进行摊平时，水流以及微生物随着第一传输板40、第二传输板49与第三传输板412的转动喷洒至摊平的半焦和焦炭表面，并且对于第一传输板40的转动中心位置，通过两个喷头418喷出的水流从而将中心外侧较多的半焦和焦炭冲刷至中心位置，避免转动中心位置的半焦和焦炭分布少。
[0035]
实施例二
[0036]
如图9-10，在本实施例二中，其他结构不变，与实施例一不同的是第一传输板40、第二传输板49以及第三传输板412上方开设有通气孔419，通气孔419形状为锥形，通气孔419中心处固定连接有分隔板420，当对采空区5添加微生物和氧气时，气流通过连通管2带动叶轮30转动，叶轮30带动转动斜齿轮31转动，斜齿轮31带动传动齿32移动，从而使得转动座1转动，转动座1带动第一传输板40、第二传输板49与第三传输板412转动，气流通过第一传输板40、第二传输板49与第三传输板412上方的通气孔419排出，并且由于通气孔419的形状未锥形，气流穿过通气孔419后被分隔板420分隔，使得气流呈散开式喷洒至采空区5，使得补充的微生物以及氧气能够均匀分布在采空区5内。
[0037]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0038]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种原位处理地下水污染物的装置，包括转动座(1)，其特征在于：所述转动座(1)内壁设有连通管(2)，所述连通管(2)内壁设有能够带动转动座(1)转动的驱动机构(3)；所述转动座(1)底部设有能够对煤层采空区的半焦和焦炭产物进行整平的整理机构(4)；所述驱动机构(3)带动整理机构(4)对采空区内分布不均匀的半焦和焦炭产物进行整平。2.根据权利要求1所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述驱动机构(3)包括设置在转动座(1)内壁的叶轮(30)，所述叶轮(30)一端穿出连通管(2)内壁设有斜齿轮(31)，所述斜齿轮(31)外侧设有传动齿(32)，所述传动齿(32)与转动座(1)连接。3.根据权利要求1所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述整理机构(4)包括分别设置在转动座(1)底部两侧的第一传输板(40)，所述第一传输板(40)靠近转动座(1)一端设有转动块(41)，所述转动座(1)内壁设有能够与转动块(41)连接的转动槽(42)，任意所述转动块(41)内侧设有连通口(43)，所述第一传输板(40)靠近转动座(1)一端内壁设有固定筒(44)，所述固定筒(44)内壁设有能够带动第一传输板(40)展开的展开件(45)，所述第一传输板(40)远离转动座(1)一端设有能够根据采空区空间大小调节整平面积的伸缩件(46)。4.根据权利要求3所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述展开件(45)包括设置在固定筒(44)内壁的支撑杆(47)，所述支撑杆(47)一端与转动座(1)内壁连接，所述支撑杆(47)外侧设有涡旋弹簧(48)，所述涡旋弹簧(48)一端与固定筒(44)内壁连接。5.根据权利要求3所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述伸缩件(46)包括设置在第一传输板(40)内壁的第二传输板(49)，所述第二传输板(49)靠近第一传输板(40)一端设有限位块一(410)，所述限位块一(410)一端设有拉伸弹簧一(411)，所述拉伸弹簧一(411)一端与第一传输板(40)内壁连接，所述第二传输板(49)内壁设有第三传输板(412)，所述第三传输板(412)靠近第二传输板(49)一端设有限位块二(413)，所述限位块二(413)一端设有拉伸弹簧二(414)，所述拉伸弹簧二(414)一端与第二传输板(49)内壁连接。6.根据权利要求5所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述第三传输板(412)一端设有挤压头(415)，所述挤压头(415)两侧分别设有弧形端(416)。7.根据权利要求5所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述第二传输板(49)以及第三传输板(412)底部分别设有连通孔(417)，所述第一传输板(40)底部设有喷头(418)。8.根据权利要求7所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：两个所述第一传输板(40)底部喷头(418)的喷口位置相对。9.根据权利要求5所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述第一传输板(40)、第二传输板(49)以及第三传输板(412)上方设有通气孔(419)。10.根据权利要求9所述的一种原位处理地下水污染物的装置，其特征在于：所述通气孔(419)形状为锥形，所述通气孔(419)中心处设有分隔板(420)。

技术总结

本发明公开了一种原位处理地下水污染物的装置，包括转动座，所述转动座内壁设有连通管，所述连通管内壁设有能够带动转动座转动的驱动机构；所述转动座底部设有能够对煤层采空区的半焦和焦炭产物进行整平的整理机构，此原位处理地下水污染物的装置，通过连通管将转动座送至煤层采空区后，整理机构在采空区内自动展开，从而对采空区上层的土壤进行支撑，防止采空区坍塌影响煤层的采集，当对采煤产生的污染物进行处理时，驱动机构带动转动座转动，整理机构转动并配合喷出的水流将采空区底部分布的半焦和焦炭固态产物整平，从而避免半焦和焦炭固态产物在采空区分布不均匀，造成采空区的污染物处理不彻底。的污染物处理不彻底。的污染物处理不彻底。