紅旗礦井瓦斯抽放設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 支風 （ Pa） 瓦斯抽放系統設 計 第 16 頁 式中當管路直徑為 D= cm時 , 系數 K=。 （ 2） 機巷支管管路阻力 機 巷支管抽放量大，瓦斯濃度低，是支管中管路阻力最大的，故支管管路阻力計算采用該支路進行 計算。風巷支管抽放 瓦斯濃度為 30%，抽放混合量為 m3/min，管路長度按最大 800 計算，氣體密度為 ，則該 支管直徑為： 20473KD 52 ?? ?支機 （ Pa） 式中當管路直徑為 D= cm 時 , 系數 K=。 （ 3） 主管管路阻力 風巷支管抽放量大，瓦斯濃度低，是支管中管路阻力最大的，故支管管路阻力計算采用該支路進行計算。風巷支管抽放 瓦斯濃度為 15%，抽放混合量為 m3/min，管路長度按最大 600 計算，氣體密度為 ，則該 支管直徑為： 9408KD 52 ?? ?主 （ Pa） 式中 當管路直徑為 D=,系數 K=。 （ 4）直管管路阻力 選擇管路阻力最大支管進行計算，故采用 風巷支管管路阻力計算抽放系統 直管管路阻力。 2 9 9 1 29 4 0 82 0 5 0 4H ????? 主支直 HH （ Pa） （ 5） 局部阻力 抽放管路的局部阻力損失計算采用估算法，即取直管管路阻力的 15%計算，則： 3 4 3 9 9 9 1 2%15H ????? 直局 H （ Pa） （ 6）抽放管路總阻力 抽放管路的局部阻力損失計算采用估算法，即取直管管路阻力的 15%計算，則： 3 4 3 9 94 4 8 72 9 9 1 2H ????? 局直總 HH （ Pa） 瓦斯抽放系統設 計 第 17 頁 瓦斯 抽放泵的選型 一般情況下，要選擇抽放泵，首先要選型，然后是選擇容量。需結合本礦井的具體條件，并結合各種類型抽放泵的特性、優缺點及其適用條件來選擇適合本礦井的瓦斯泵類型。 （ 1）抽放泵的選型原則 ① 抽放泵的流量必須滿足礦井抽放期間預計最大瓦斯抽放量的要求； ② 在抽放期間，抽放泵的負壓必須能克服管路系統的最大阻力； ③ 抽放泵要具有良好的氣密性。 （ 2）常用抽放泵的類型 目前國內使用的抽放泵大致分為三類： ① 水環式真空泵 ② 離心式鼓 風機 ③ 回轉式鼓風機。 抽放泵的選型計算包括泵的流量和壓力 的 計算。 抽放泵容量計算 礦井抽放瓦斯總量是指礦井整個服務年限中最大的瓦斯抽放量，因此瓦斯泵的流量與礦井抽放泵的布置方式有關，如幾個礦井共用一臺泵抽放，那么該泵的流量就是幾個礦井最大瓦斯抽放量之和。 鶴壁六礦 抽放泵容量 采用下式 計算： ?X K100 z? 式中 Q—— 瓦斯泵的額定流量， m3/min； Qz—— 礦井抽放瓦斯總量 (純量 )， m3/min； X—— 礦 井抽放瓦斯濃度，％； K—— 備用系數，取 K： ； η —— 瓦斯泵的機械效率，一般取 。 考慮到封孔技術及礦井抽放管理技術水平，泵站抽放瓦斯濃度按 15%計算，則抽放泵容量為： 瓦斯抽放系統設 計 第 18 頁 25. K100 z ?? ???? ? （ m3/min ） 抽放泵壓力計算 瓦斯泵的壓力就是要克服瓦斯從井下鉆孔口起，經瓦斯管路 到抽放泵，再送到用戶所產生的全部阻力損失。 一般由下式計算： zhcjcmcrjrmzkcrhhhHhhhKHH????????rH)(H 式中 H—— 瓦斯泵 的壓力， Pa； Hr—— 井下負壓管路的全部阻力損失， Pa； Hc—— 地面正壓管路的全部阻力損失， Pa； hzk—— 抽放鉆孔所需負壓， Pa； hrm—— 井下負壓管路的摩擦阻力損失， Pa； ， hrj井下負壓管路的局部阻力損失， Pa； hcm—— 地面正壓管路的摩擦阻力損失， Pa； hcj地面正壓管路的局部阻力損失， Pa； hzh—— 用戶所需 正壓， Pa； K—— 備用系數，取 。 對移動抽放系統來說，瓦斯泵抽放的瓦斯直接送入總回風，無地面正壓管路的全部阻力損失 Hc。鉆孔孔口負壓主要作用為克服封孔管及鉆孔阻力，故鉆孔孔口負壓取為 3000 Pa。 則 抽放泵壓力為： 44 )34 40030 00()H???????? Khh（hKH rjrmzkr （ Pa） ５ . 抽放泵選型 水環式真空泵真空度高，工作輪內充滿水，有防爆阻焰作用，運行安全、可靠；尤其適用于煤層透氣性低、管路系統阻力大、需高負壓抽放，且瓦斯抽出量較小的礦井，故選用水環式真空泵。 瓦斯抽放系統設 計 第 19 頁 在泵的容量方面，考慮到 大峪溝未來開采區瓦斯要明顯大于目前開采區域，在泵容量選擇上，留有一定的余地，故選擇 煤炭科學研究總院撫順分院生產的ZWY40/75 型移動式瓦斯抽放泵站，該泵為 SK 型水環式真空泵，最大吸氣量 m3/min，極限真空度 81KPa，配套電機功率 75 KW，耗水量 150 L/min，滿足礦井使用要求。 表 52 ZWY40/75 移動泵站性能參數 型號 最大 抽氣量 m3/min 極限 真空度 kPa 電機功率 kw 工作電壓 V 外形尺寸 m ZWY40/75 40 81 75 380/660 抽放泵房布置 ZWY40/75 型移動式瓦斯抽放泵站如圖 51，泵站組成如圖 52 所示。 抽放泵站布置如圖 53。 圖 51 ZWY40/75 型移動式瓦斯抽放泵站 瓦斯抽放系統設 計 第 20 頁 圖 52 ZWY40/75 型移動式瓦斯抽放泵站組成 1— 氣水 分離器； 2— 磁處理水防垢器； 3— 納西型（雙作用徑向進氣）水環式真空泵； 4— 標準孔板流量計； 5— 卡道器； 6— 平板礦車； 7— 礦用防爆電動機； 8— 礦用防爆磁力啟動器； 9— 瓦斯超限斷電儀； 10— 礦用防爆照明燈； 11— 瓦斯檢測報警儀 圖 53 抽放泵各類安全控制測量裝置 1— 進氣閥門； 2— 孔板測壓嘴； 3— 孔板測壓嘴； 4— 抽放泵； 5— 氣水分離器； 6— 出氣閥門； 7— 取樣嘴； 8— 防水器； 9— 旁通閥門； 10— 水銀壓差計； 11— 水柱壓差計； 12— 三通； 13— 6寸孔板 抽放管路附屬設備 （ 1）閥門 瓦斯抽放系統設 計 第 21 頁 閥門規格為 6寸閘板式低壓氣閥，安裝地點如下（圖 44） ① 在瓦斯泵入口前設置進氣閥門 1，用來調節系統抽放負壓、流量、濃度等，并作為控制瓦斯泵開停的主要裝置； ② 在瓦斯泵的出口處設置出氣閥門 6，作為控制瓦斯泵開停的主要裝置； ③ 在旁通管路中安裝旁通閥門 9， 以備停泵時瓦斯自由釋放。 （ 2）測壓嘴、取樣嘴 測壓嘴、取樣嘴用來測量管道壓力、孔板壓差和瓦斯濃度，一般采用紫銅管焊接制成，高度 50mm，內徑 4mm。測壓嘴通過細膠管與水銀壓差計、水柱壓差計相連接，取樣嘴平常用細膠管套緊捆死，以防漏氣，測量 瓦斯濃度時打開。測壓嘴、取樣嘴安裝地點如下： ①測壓嘴 2位于孔板進氣側，距離孔板 150mm； ②測壓嘴 3位于孔板出氣側，距離孔板 75mm； ③取樣嘴 7位于抽放泵出氣側，閥門 6的下風側。 （ 3）高負壓瓦斯取樣器 圖 54為高負壓瓦斯取樣器示意圖，采樣前，先將進氣接頭 1 與孔板流量計孔板上游的測量嘴接上，將出氣接頭 2與瓦斯檢定器 (或取樣袋 )連接，然后將平衡壓力接頭 3 與瓦斯孔板流量孔板下游連接；采氣樣時，首先拉動手柄，進氣接頭 l 內的單向閥 (薄膜閥 )打開，管道內瓦斯被吸人氣筒內，而活塞 4 后部的氣體則排至瓦斯管道中，起 到平衡壓力作用，以減少漏氣，爾后向前快速推動活塞，出氣接頭 2內的單向閥門打開，將瓦斯送人瓦斯檢定器 (或取樣袋 )內。為此重復數次，即可將瓦斯樣采人瓦斯檢定器中。 圖 54 FW1型高負壓瓦斯采樣器 1－ 進氣口接頭； 2－ 出氣口接頭 ； 3－ 平衡壓力接頭 ； 4－ 活塞 ； 5－ 氣筒； 6－ 拉桿 瓦斯抽放系統設 計 第 22 頁 （ 4）放水器 放水器 8 為人工放水器，位于抽放泵出氣側，即管路的正壓側，其結構如圖55所示。 圖 55 人工放水器結構圖 1— 瓦斯管路； 2— 放水罐閥門； 3— 空氣入口閥門； 4— 放水口閥門； 5— 集水罐； 6— 活法蘭盤 （ 4）三通 三通 12采用紫銅管焊接制成，高度 50mm，長度 100mm，內徑 4mm，通過細膠管與測壓嘴 水銀壓差計 10 和水柱壓差計 11相連接。 （ 5）水銀壓差計 水銀壓差計 10 位于孔板 13的進氣側，通過細膠管與測壓嘴 2 相連接，用來測量進氣側瓦斯的絕對壓力，測量液體為水銀。水銀壓差計規格 1200mm。 （ 6）水柱壓差計 水柱壓差計 11 通過細膠管與測壓嘴 測壓嘴 3相連接，用來測量孔板 13 兩端的壓力差，測量液體為清潔水。水柱壓差計規格 1200mm。 （ 7）孔板 孔板 13 位于抽放泵 的進氣側，用來測量抽放管路中的瓦斯流量，其結構如圖56所示。 瓦斯抽放系統設 計 第 23 頁 圖 56 孔板流量計結構圖 1— 孔板； 2— 測壓嘴； 3— 抽放管路 孔板流量計的安裝使用要求如下： ① 在抽放瓦斯管路中安裝孔板時，孔板的孔口必須與管道同心，其端面與管道軸線垂直，偏心度 1%～ 2%； ② 安裝孔板的管道內壁，在孔板前后距離為 2D 的范圍內，不應有凸凹不平、焊縫和墊片等； ③ 孔板流量計的上游端，管道直線段的長度≥ 20D，下游端的長度≥ 10D； ④ 要經常清理孔板前后的積水和污物，孔板銹蝕要及時更換； ⑤抽放瓦斯流量有較大變化 時，應根據流量大小更換相應的