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一種槽壩式沉沙槽、采沙系統及采沙方法

一種槽壩式沉沙槽、采沙系統及采沙方法

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:2020-06-17至2022-06-17
  • 發布日期:2020-06-22
  • 技術成熟度:正在研發
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 申請號 CN201410486584.8 
  • 公開號 CN104225970A 
  • 申請日 2014/09/22 
  • 公開日 2014/12/24 
  • 申請人 謝云龍  
  • 優先權日期  
  • 發明人 謝云龍  
  • 主分類號 B01D21/02 
  • 申請人地址 666499 云南省普洱市景谷傣族彝族自治縣人民路47號15幢3單元502室 
  • 分類號 B01D21/02;E02F3/88 
  • 專利代理機構 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371 
  • 當前專利狀態 發明專利申請公布 
  • 代理人 吳開磊 
  • 有效性 授權 
  • 法律狀態 發明專利申請公布
  •  
  • 01

    項目簡介

    在環保優先的基本國策下,嚴重破壞河流自然環境的現有河道采砂技術被全面禁止,導致建筑用砂異常緊缺,資源開發與環境保護矛盾空前尖銳,價格飛漲。

    環保型槽壩式采砂技術的出現,為徹底解決資源開發利用與河流環境保護的矛盾提供了有力的技術支撐,同時為獲得環保型槽壩式采砂技術專利所有權或使用權的企業提供了河砂資源開發和市場的長期獨占權。

    槽壩式沉砂采砂專利技術與現有采砂技術相比的五大優勢是:

    一、環保優勢:汛期在河底定點開槽采砂,對河流自然環境無任何影響;

    二、質量優勢:河底流砂經過河水充分洗刷,雜質少,質量好;

    三、產量優勢:汛期河流輸砂量占全年輸砂量的94%,槽壩式沉砂采砂專利技術整個汛期在河底24小時連續采砂,產量大。

    四、成本優勢:利率高:建設投資少,設備簡單牢固,以河流為導砂輸砂主動力,成本低,利率高達80%以上;

    五、獨占優勢:獲得專利使用權或所有權者能長期獨占河道采砂權和市場獨占權。

    一、現有的采砂方式和對環境的影響

    十多年來,隨著基礎設施建設、城鎮化步伐的加快,建筑用砂量急劇增加,供不應求,資源供求矛盾突出,價格不斷上漲,導致越來越多的人進入河道采砂經營,亂采濫挖現象日益突出,每條河道上布滿挖機、挖砂船等各式各樣的采砂設備,整條河灘、河道被挖得千瘡百孔,河床變形,農田地損毀,分部河段河流改道,水體受到污染,全年渾濁不清,嚴重破壞了河灘、河道自然環境,社會對此日益憂慮,反映強烈。

    目前國內所采的河砂主要是汛期自然沉積在河灘、河床上的沉積砂。采砂設備主要是采砂船、抽砂船、挖機、抽砂泵等,在河灘、河床上大面積挖采,環境破壞嚴重,所采的河砂質量差、產量低、成本高。

    傳統的采砂方式存在的主要問題有以下三方面:

    1、嚴重損害河床、河道、河灘的自然環境;

    2、嚴重污染水體(泥漿污染和柴油、機油污染,水質渾濁)影響魚類生長和生產生活用水;

    3、采砂質量欠佳,粉砂、泥漿及有機雜質較多。

    河砂是一種寶貴的戰略資源,是河道、河床的重要組成部分,是維持河床相對穩定和水流動態平衡的基本要素和重要因子,落后的采砂技術和非法過度開采河砂嚴重破壞河流自然環境,嚴重影響河流行洪能力和河勢穩定。

    在河床河道上濫采濫挖,損害河流自然環境的問題引起中央和國家的高度重視,采取了史上最嚴的禁采措施,濫采濫挖全面禁止,河道得到了有效保護,同時也加劇了環境保護和資源開發利用的矛盾,建設用砂供需矛盾突出、價格快速上漲,增加了市鎮基礎設施成本。

    二、環保型槽壩式導砂采砂方式及優勢

    多年來,本人一直關注現有的采砂方式對河流自然環境的影響,并致力尋求有效解決資源開發利用與環境保護矛盾的技術途徑。槽壩式導砂采砂技術是本人從既能有效保護河流自然環境,又能充分滿足建筑用砂需求的目標出發,認真研究河流動力學關于河流泥砂運動規律提出的技術方案。該技術方案已經得到國家專利局的審查認可,發明專利名稱為 “一種槽壩式沉砂槽、采砂系統及采砂方法”,專利號為:ZL 2014104865848。為使技術更完善更有效,本人在專利的精神和原則范圍內進行了一些技術改進。

    所述槽壩式導砂采砂系統,就是在河底開一條導砂槽(見附圖),槽底的一端較淺,另一端較深,形成一個斜坡,在槽底較深一端的河岸邊建一個與導砂槽相通的沉砂槽。在汛期河底流砂會自動落入導砂槽,并在河水的推動下進入河邊的沉砂槽內,再由取砂設備取出。

    本技術方案完全廢除現有的損害河流自然環境采砂方式,采用環保效益好、生產能力強、產品質量高、生產成本低的環保型槽壩式導砂采砂技術,在河床、河灘上自然沉積的河砂一律不采,只采汛期河底的流砂,對河流自然環境無任何影響,并且所采河底流砂質量好,產量高,成本低,徹底解決了河道環境保護與建筑用砂的尖銳矛盾,充分實現了環境保護與經濟建設的和諧統一。

    槽壩式導砂及采砂技術與傳統的采砂方式相比,是一個重大的技術創新,具有以下突出優勢:

    1、環保效益突出:

    傳統的采砂方式所采的河砂是汛期在河灘、河床上自然沉積的砂,因沉積量有限,一個位置的砂挖完后要移動到其他地點挖,采砂位置不固定,表層河砂不能滿足需求時,用挖機和挖砂船深挖河灘、河床方式采砂,對河床、河道、河灘的傷害程度大,引起河流改道或河岸坍塌,嚴重損壞河流自然環境。同時,由于現有采砂方式受季節的限制,在汛期和洪水期間無法進行采砂作業,只能在枯水季節采砂。在挖砂作業過程中,泥漿、柴油、機油等嚴重污染水體,導致河水長年渾濁,影響魚類生長,影響生產生活用水。

    槽壩式導砂采砂方式只采汛期的河底流砂,不采河灘、河道自然沉積的砂,對河灘、河道原貌和水質無任何影響,能最大限度保護河流自然環境。本專利的環保優勢符合國家環保優先的產業政策,容易獲得國家的項目支持。擁有本專利的企業就擁有了資源和市場的長期獨占優勢。

    2、產品質量好:

    傳統的采砂方式從河灘、河床上挖出的砂中,粉砂、泥漿和其他有機雜質含量大,質量欠佳,對提高建筑強度不利。槽壩式導砂采砂方式所采的是在河底流動的、經過河水充分洗刷過的砂,泥漿雜質少,砂的自然粒徑級配和硬度好,有利于提高建筑質量。 

    3、生產能力強:

    江河在汛期內的流砂量占全年流砂量的94%以上,絕大部分可用于建筑的河砂都在汛期內流過,在河灘上沉積下來的不多,并且質量欠佳。傳統的采砂方式在雨季尤其洪峰期間無法進行采砂作業,生產能力十分有限。

    槽壩式沉砂采砂方式是針對流砂量最大的汛期設計的,可在流砂量最大的汛期、洪峰期間進行24小時連續采砂作業,采砂作業不受時間的限制,在導砂、沉砂設施與河流流砂量配套的情況下,95%左右的河底流砂可導出河岸,生產能力強,產量大。

    4、生產成本低,經濟效益高:

    改進型的槽壩式導砂采砂技術利用河水作為導砂輸砂的主動力,需要的額外動力少,生產成本低,單位產品的出廠價利潤率高達80%以上。除主產品河砂之外,還有瓜子石、卵石(既可作裝飾,也可粉碎作骨料)等附加產品,綜合效益十分可觀。

    5、資源和市場獨占性強

    槽壩式導砂采砂技術突出的環保優勢,能充分解決經濟建設與環境保護的尖銳矛盾,在國家環保要求越來越嚴,影響環境的落后采砂方式被全面禁止的背景下,為環保型槽壩式導砂采砂技術提供了展現優勢的的難得機遇。環保型槽壩式采砂專利技術如果獲得政府的實施許可,必將獲得長期的、大范圍的資源和市場獨占優勢。

    從以上簡要對比分析可知,槽壩式沉砂采砂方式與傳統的采砂方式相比,在環境保護、生產能力、產品質量和經濟效益上都具有非常突出的優勢,是一種創新型、環保型的資源利用技術,能有效解決發展經濟與保護環境的尖銳矛盾,是一種是與自然和諧的生產方式。

    歡迎相關部門或企業洽談技術合作或技術轉讓事宜!


    展開
  • 02

    說明書

    技術領域
    本發明涉及采沙技術領域,具體而言,涉及一種槽壩式沉沙槽、采沙系統及采沙方法。
    背景技術
    為了獲取建筑材料河沙,需要從江河的河灘、河床、岸邊上采沙。目前的采沙方法一般為使用采沙機械(如挖沙船、抽沙泵及挖機等)或人工從河灘、河床或岸邊上挖取上游江河水帶來并沉積在河床或岸邊上的沙?!,F有的采沙方法所采集的沙為在江河上自然沉積的沙,采沙位置不固定,隨流沙沉積位置的變化而變化。而且現有的采沙方法,在輸沙量最大的汛期、洪峰期間無法進行采沙作業,采沙受到時間限制?,F有的采沙方法容易損壞和改變河床、河道、河岸原貌,污染水體,損害河道自然環境。
    發明內容
    本發明的目的在于提供一種槽壩式沉沙槽、采沙系統及采沙方法,以解決上述的問題。在本發明的實施例中提供了一種槽壩式沉沙槽,包括:沉沙槽主體;所述沉沙槽主體的底部位于河床內;所述沉沙槽主體的長度方向與水流方向垂直,所述沉沙槽主體的底部由一側向另一側傾斜;所述沉沙槽主體深度大的一側設置有抽沙池,所述抽沙池與所述沉沙槽主體內部連通;所述沉沙槽主體的側壁由第一梯形側壁、第一長方形側壁、第二梯形側壁及第二長方形側壁依次連接形成;所述第一梯形側壁與所述第二梯形側壁的形狀相同,且平行設置并與所述水流方向垂直;所述第一長方形側壁與所述第二長方形側壁平行設置且與所述水流方向平行;所述第一長方形側壁的高度大于所述第二長方形側壁的高度;所述抽沙池與所述沉沙槽主體共用所述第一長方形側壁。優選地,所述第一梯形側壁位于靠近水流上游的一側;所述第二梯形側壁的高度大于所述第一梯形側壁的高度。優選地,所述沉沙槽主體的底部并列間隔設置有多個沖沙管,所述沖沙管的長度方向與所述沉沙槽主體的長度方向垂直;所述沖沙管上設置有多個沖沙孔,所述沖沙孔的沖水方向指向所述沉沙槽主體深度大的一側且與所述沉沙槽主體的長度方向平行。優選地,所述沉沙槽主體的側壁為混凝土側壁或為鋼板側壁,所述沉沙槽主體的底部為混凝土底部或為鋼板底部。本發明實施例還提供了一種槽壩式采沙系統,包括抽沙設備及上述槽壩式沉沙槽;所述抽沙設備通過所述沉沙槽上設置的抽沙池抽取沉沙槽主體內沉積的沙粒。優選地,所述采沙系統還包括洗篩設備;所述洗篩設備與所述抽沙設備的輸出端連接,用于清洗篩分所述抽沙設備抽取的沙粒。優選地,所述洗篩設備上還設置有傳送裝置;所述傳送裝置用于對清洗篩分后的沙粒分類傳送。本發明實施例還提供一種槽壩式采沙方法,包括:抽沙設備通過上述槽壩式沉沙槽設置的抽沙池抽取沉沙槽主體內沉積的沙粒。優選地,所述采沙方法還包括:將所述抽沙設備抽取的沙粒送入洗篩設備中,對抽取的所述沙粒清洗篩分;將所述清洗篩分后的沙粒通過傳送裝置分類傳送。本發明實施例提供的槽壩式沉沙槽、采沙系統及采沙方法,抽沙設備通過設置在沉沙槽主體上的抽沙池抽取沉沙槽主體內的沉積沙粒。利用該種方式采沙,因為沉沙槽和抽沙池的位置固定,使得采沙作業位置固定,且在汛期、洪峰期間仍可進行采沙作業,采沙作業不受時間的限制。本發明實施例不損壞河灘、河床、河道原貌,不污染河道水體,不影響河流自然環境。
    附圖說明
    圖1示出了本發明實施例中槽壩式沉沙槽的縱向剖面圖;圖2示出了本發明實施例中槽壩式沉沙槽的俯視圖;圖3示出了本發明實施例中槽壩式沉沙槽的立體結構示意圖;圖4示出了本發明實施例中槽壩式采沙系統中洗篩設備的結構示意圖。
    具體實施方式
    下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。本發明實施例中提供了一種槽壩式沉沙槽,如圖1至圖3所示,包括:沉沙槽主體1;沉沙槽主體1的底部位于河床內;沉沙槽主體1的長度方向與水流方向垂直,沉沙槽主體1的底部由一側向另一側傾斜;沉沙槽主體1深度大的一側設置有抽沙池2,抽沙池2與沉沙槽主體1內部連通;沉沙槽主體1的側壁由第一梯形側壁12、第一長方形側壁14、第二梯形側壁13及第二長方形側壁11依次連接形成;第一梯形側壁12與第二梯形側壁13的形狀相同,且平行設置并與水流方向垂直;第一長方形側壁14與第二長方形側壁11平行設置且與水流方向平行;第一長方形側壁14的高度大于第二長方形側壁11的高度;抽沙池2與沉沙槽主體1共用第一長方形側壁14。如圖1至圖3所示,沉沙槽的底部沿與水流方向相垂直的方向,由一側向另一側傾斜;沉沙槽深度大的一側設置有抽沙池2,由此可以使得沉沙槽內沉積的沙在重力的作用下優先沉積在沉沙槽主體1深度較深的部分并進入抽沙池2,便于抽沙設備3最大程度上抽取沉沙槽內沉積的沙粒。如圖3所示,沉沙槽的第一梯形側壁12位于靠近水流上游的一側;第二梯形側壁13的高度大于第一梯形側壁12的高度,沉沙槽的兩個梯形側壁如此設置,形成既是沉沙槽,又是攔沙壩的雙重功能,能夠在河底起到降低流速和攔截流沙的作用。與現有的在河道、河床、河邊上隨機挖取自然沉積沙相比,本發明實施例的采沙方式,采沙作業點固定,在流沙量最大的汛期和洪峰季節,仍然可以實施采沙作業,不受自然沉積沙數量的限制,增加采沙產量,提高沙粒質量,降低采沙成本,而且不會破壞河床、河道、河岸原貌,不污染河流水體,有利于保護(江)河流的自然環境。如圖2所示,沉沙槽主體1的底部并列間隔設置有多個沖沙管4,沖沙管4的長度方向與沉沙槽主體1的長度方向垂直;沖沙管4上設置有多個沖沙孔,沖沙孔的沖水方向指向沉沙槽主體1深度大的一側且與沉沙槽主體1的長度方向平行。由于沉沙的流動性差,按上述方法在沉沙槽底布置沖沙管4。在沉沙槽底預埋若干根沖沙管4,每根沖沙管4上有若干個沖沙小孔,沖沙孔的沖水方向指向沉沙槽深度大的抽沙池2一側且與沉沙槽縱向平行。沖沙管4與沉沙槽上游側壁外的沖沙管4連接,順次再與岸上的高位水池連接。當沉沙槽沉滿河沙需要沖沙時,高壓水從高位水池經過槽壁沖沙管4進入槽底沖沙管4再射入槽底沙粒中,推動沙粒向岸邊抽沙池2流動。上述的沉沙槽主體1,沉沙槽主體1的側壁為混凝土側壁或為鋼板側壁,沉沙槽主體1的底部為混凝土底部或為鋼板底部。本發明實施例的沉沙槽主體1可以根據實際采沙需要設置為各種形狀,尺寸可根據采沙需要確定。沉沙槽主體1上的抽沙池2形狀、大小、深度等可以根據抽沙設備3的實際需要靈活設置?;谠诮?河)河床上設置槽壩式沉沙槽沉積河流帶來的流沙的思想,本發明實施例提供了沉沙槽的優選示例。為便于沉沙槽內沉積的沙粒的抽取,本發明還進一步提供了上述槽壩式沉沙槽的建造方法,具體包括:首先,選定沉沙槽的位置:選擇河道平直、汛期、洪峰期間流速較慢、有用河沙(推移質)沉在河底移動(不懸浮)的位置作為建造沉沙槽的位置。如圖2,在選定位置的河床向下開挖并用混泥土(或鋼板)澆筑成一條與河沙流動方向垂直的沉沙槽。如圖3,沉沙槽的長度、寬度和深度依河床寬度、沙流量和計劃采沙量確定,以有用河沙能全部或大部分經過并沉入沉沙槽為目標。沉沙槽底部靠近抽沙設備3一端的槽底較深,另一端較淺,形成一個坡度以利于沉沙向抽沙設備3流動,坡度依實際需要確定。在沉沙槽較深一端的岸邊建一個尺寸合適的抽沙池2與抽沙設備3(如抽沙機或鏈斗)連接,沉沙槽中的沙??恐亓退魍苿訌牟鄣纵^高一端向較低一端流動進入抽沙池2,并被抽沙設備3抽出地面。本發明實施例還提供了一種槽壩式采沙系統,如圖1至圖3所示,包括抽沙設備3及槽壩式沉沙槽;抽沙設備3與沉沙槽的抽沙池2連接,用于抽取沉沙槽內沉積的沙粒。如圖4所示,采沙系統還包括洗篩設備5;洗篩設備5與抽沙設備3的輸出端連接,用于清洗篩分抽沙設備3抽取的沙粒。洗篩設備5上還設置有傳送裝置6;傳送裝置6用于對清洗篩分后的沙粒分類傳送。如圖4所示,在江(河)岸邊設置洗篩設備5,對抽出地面的河沙進行清洗和篩分,粒徑較大的礫石和粒徑較小的沙子分別由傳送帶輸送到指定地點堆放。洗篩設備5的生產能力與沉沙槽的生產能力配套,型號、結構依實際需要選擇?;谏鲜龅牟蹓问匠辽巢奂安缮诚到y,本發明實施例還提供了一種采沙方法,包括:抽沙設備3從上述的抽沙池2中抽取從沉沙槽主體1內進入抽沙池2的沙粒。優選地,該方法還包括:將抽沙設備3抽取的沙粒送入洗篩設備5中,對抽取的沙粒清洗篩分;將清洗篩分后的沙粒通過傳送裝置6分類傳送?,F有采沙方法中,沙源是靠河沙在河床、河灘上自然隨機沉積形成的。本發明實施例的供開采的沙源是在江(河)底由人工引導沉積形成的?,F有采沙技術的采沙作業位置由河沙沉積位置確定,一個采沙位置的沙采完,需要搬到另一個采沙地點,設備搬運頻繁,生產成本較高。本發明實施例的采沙方法,采沙作業位置固定,有利于降低采沙成本?,F有采沙技術在輸沙量最大、最集中的汛期和洪峰期間無法進行采沙作業。只能在汛期和洪峰過后有沙沉積的地方才可采沙,無沉積則無法采沙,產量受汛期和自然沉積量的限制。本發明實施例的在河床設置槽壩式沉沙槽的采沙方法和技術是針對輸沙量最大的汛期和洪峰特點設計的,采沙不受季節限制,可在汛期和洪峰期間正常進行采沙作業,可最大限度獲得產量和降低成本?,F有采沙技術在河床、河灘、河岸上采挖的沙帶有較多的粉沙、泥漿和其他非沙雜質,質量較差。本發明實施例的在河床設置槽壩式沉沙槽采沙方法所采的沙是河底流動的沙,抽出后經過洗篩,質量較高?,F有采沙技術方容易改變河床、河道原貌,污染河流水體,破壞河道自然景觀。本發明的采沙技術方法能充分保護河道自然景觀,是與自然和諧的生產方式。以上僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以依實施點的河床、流量、流速、輸沙量等不同條件有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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