某煤礦己四采區瓦斯抽放設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 612)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度，m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數，根據管徑查得，；D－管路內徑，cm。直管段管路總阻力：H1==6940+3740=10680(Pa) （2）局部阻力抽放系統的局部阻力為：Hj=1068015%=1602(Pa)（3）抽放系統最大管網阻力抽放管路系統最大管網阻力為：HZ=10680+1602=11282(Pa) 瓦斯抽放泵選型 規定根據《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規范》，對瓦斯抽放設備有如下要求：：礦井抽放瓦斯設備的能力，應滿足礦井抽放瓦斯期間或在抽放瓦斯設備服務年限內所達到的開采范圍的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且應有不小于15%的富裕能力。礦井抽放系統的總阻力，必須按管網最大阻力計算，抽放瓦斯系統應不出現正壓狀態。 選型原則根據以上規定，瓦斯泵選型原則為：⑴瓦斯泵的流量必須滿足礦井抽放期間預計最大瓦斯抽出量的需求；⑵瓦斯泵的負壓能克服管路系統的最大阻力；⑶具有良好的真空度；⑷抽放設備配備電機必須防爆。 計算方法⑴瓦斯泵流量計算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統服務年限之內最大抽放量的需要。 （613）式中 —抽放瓦斯泵的額定流量，m3/min；—礦井瓦斯最大抽放總量（純量），m3/min；x—礦井抽放瓦斯濃度，%；η—瓦斯抽放泵的機械效率，；K—備用系數，K=。根據礦井抽放瓦斯期間最大純瓦斯抽放量和最低抽放瓦斯濃度25%，計算抽放泵所需的流量：Qb=100∑Q純 K1/(Xη)=10023(30)=115（m3/min）⑵瓦斯泵壓力計算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，經抽放管路到抽放泵，再到釋放點所產生的全部阻力損失。 （614）式中 H—瓦斯抽放壓力，Pa；—井下負壓段管路全部阻力損失，Pa；—井上正壓段管路全部阻力損失，Pa；K—壓力備用系數，取K=；—井下負壓段管路摩擦阻力損失，Pa；—井下負壓段管路局部阻力損失，Pa；—井下抽放鉆場或鉆孔孔口必須造成的負壓，Pa；根據經驗，對于非卸壓煤層可取≥13kPa；對于卸壓煤層可取≥；對于采空區瓦斯抽放，孔口負壓不可太高，以免引起采空區煤的自燃；—井上正壓段管路摩擦阻力損失，Pa；—井上正壓段管路局部阻力損失，Pa；—用戶在瓦斯出口所需的正壓，Pa；—井上、下管路最大總摩擦阻力損失，Pa；—井上、下管路最大總局部阻力損失，Pa。根據抽放管網最大阻力計算值，鉆場孔口要求的負壓值，以及排放端管路的摩擦阻力，局部阻力的要求，抽放泵必須產生的壓力：Hb=K(Hz+H鉆孔口+H泵出口)=(+20000)=（Pa）式中：H－瓦斯泵壓力，Pa； K－備用系數，取K =。⑶瓦斯抽放泵真空度計算 （615）式中 —瓦斯抽放泵的真空度，%；—瓦斯抽放泵提供的最大負壓，Pa，其值可通過式（614）進行計算。抽放瓦斯泵的真空度ηz= Hb/101300100%=%。 瓦斯泵類型目前國內使用的瓦斯泵類型主要有：⑴離心式鼓風機；⑵回轉式鼓風機(包括羅茨鼓風機、葉式鼓風機、滑板式壓氣機等)；⑶水環真空壓縮機；⑷往復式壓氣機(只用于地面正壓輸送瓦斯)。表63 各類瓦斯泵的特點及適用條件類型優點缺點適用條件離心式鼓風機運轉可靠，不易出故障；運行平穩，供氣均勻，便于維修，保養，使用壽命長；流量大，最大可達1200m3/min。工作效率低，兩臺并聯運轉，性能較差；相同的功率，流量，壓力與回轉式鼓風機相比。適用于瓦斯流量大(8001200m3/min)，負壓要求高(400050000Pa)的抽放瓦斯礦井；可作為正壓鼓風輸往用戶，同時又可作為負壓抽出瓦斯。回轉式鼓風機流量不受阻力變化的明顯影響，接近一個常數；運行穩定，供氣均勻，效率高，便于保養；相同功率，流量和壓力的瓦斯泵成本只是離心泵的7080%檢修工藝復雜，機械加工要求較高；運轉中噪音大；壓力高時，漏氣大，磨損較嚴重；轉子表面易粘灰塵，需定期清洗因壓力改變時流量不變，故適用于用戶要求流量穩定的工藝過程；適用于瓦斯流量大(1600 m3/min)，負壓高(2000090000Pa)的抽放瓦斯礦井；空氣冷卻的鼓風機適用于缺水的地方水環式真空壓縮機真空度高，且可正壓輸出；工作水不斷帶走氣體壓送時產生的熱量，泵題不會升溫，當抽出瓦斯濃度達到爆炸界限時，也沒有爆炸危險；結構簡單，運轉可靠，平穩，供氣均勻；將負壓抽出和正壓輸出合二為一，一般不需另設正壓輸出設備需要提供工作水 m3/min，適用范圍廣，煤層透氣性低，管路阻力大，需要高負壓抽放的礦井；適用于負壓抽出瓦斯；適用于瓦斯濃度經常變化的礦井，特別適用于濃度變化較大的鄰近層抽放礦井往復式壓氣機最大特點是加壓能力大，最大出口壓力可達800kPa；流量只與轉數成正比，而與壓力無直接關系機械體積大，重量大，占地多，造價高；供氣不均勻，有沖擊震動和脈動；有曲柄，聯桿裝置，不能直接與電動機連接，轉速低；活塞與氣缸經常摩擦，磨損快適用于輸出流量不大(50 m3/min以下)，但需要高壓(400600 kPa)，輸送瓦斯的礦井；只用于正壓輸送瓦斯，不能作為負壓抽出瓦斯用根據抽放設備必須產生的流量、壓力、抽放設備可選用回轉式鼓風機和水環式真空泵兩種方案。回轉式鼓風機產生的負壓較高，運行穩定，供氣均勻。但運行噪音大，壓力高時磨損嚴重，氣體漏損較大，因此不宜推薦。結合本礦井抽放煤層透氣性較差，抽放量不大的特點，設計推薦采用水環式真空泵作為本礦井瓦斯抽放設備，該方案的優點是：設備結構簡單，運轉可靠，工作輪內充滿水，起防爆阻焰作用，安全性高。對于水環式真空泵，可選用SK型和2BE型兩種泵，SK型水環式真空泵是目前效率較高的雙作用水環式真空泵，該設備具有運轉速度低，投資省等優點，但需2臺泵并聯運行，才能滿足礦井抽放要求，效率低，運行費用高，故不宜推薦。2BE1400型水環式真空泵，設備尺寸小，質量輕、操作簡單，運行平穩，具有電耗小，總投資少等優點。經綜合技術經濟比較，設計確定本采區瓦斯抽放設備選用2BE1405型水環式真空泵2臺，其中1臺工作，1臺備用。電動機選用YB型，660V，185kW隔爆三相異步電動機。 圖64 2BE1水環真空泵系列型譜圖 輔助設備抽放管路附屬裝置及設施安裝應符合以下要求：——主管、分管、支管及其與鉆場連接處應裝設瓦斯計量裝置；——抽放鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當距離(間距一般為200m～300m，最大不超過500m)應設置放水器；——在抽放管路的適當部位應設置除渣裝置和測壓裝置；——抽放管路分岔處應設置控制閥門，閥門規格應與安裝地點的管徑相匹配；——地面主管上的閥門應設置在地表下用不燃性材料砌成，不透水的觀察井內，其間距為500m～1000m。――抽放管路應保持一定的坡度，一般不小于1%。――在傾斜巷道中，管路應設防滑卡，其間距可根據巷道坡度確定，對28○以下的斜巷，間距一般取15m20m。――抽放管路應有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施。――通往井下的抽放管路應采取防雷措施。――抽放瓦斯管路必須進行防腐處理，外部涂紅色以示區別。真空泵采用閉路循環冷卻系統，設置玻璃鋼冷卻塔和冷卻水泵，水泵采用水位自動控制。為了方便安裝與檢修，泵機房內配備SDXQ3型3t手動單梁懸掛式起重機一臺。7 安全技術措施 抽放系統及井下移動抽放瓦斯泵站安全措施應根據實際情況制定出如下安全措施：1)抽放鉆場、鉆孔施工防治瓦斯措施。2)管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電、防帶電、防底鼓措施。3)立井(立眼)、斜井(斜巷)管路防滑措施。4)地面管路防凍措施。抽放系統及井下移動抽放瓦斯泵站，應遵從以下要求：――井下移動抽放瓦斯泵站應安裝在抽放瓦斯地點附近的新鮮風流中。抽出的瓦斯必須引排到地面、總回風道或分區回風道；已建永久抽放系統的礦井，移動泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放系統的管道內，但必須使礦井抽放系統的瓦斯濃度符合《煤礦安全規程》第一百四十八條規定。――移動泵站抽出的瓦斯排至回風道時，在抽放管路出口處必須采取安全措施，設置櫥欄、懸掛警戒牌。柵欄設置的位置，上風側為管路出口外推5m，上下風側柵欄間距不小于35m。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業。移動抽放泵站排到巷道內的瓦斯，其濃度必須在30m以內被混合到《煤礦安全規程》允許的限度以內。柵欄處必須設警戒牌和瓦斯監測裝置，巷道內瓦斯濃度超限報警時，應斷電、停止抽放瓦斯、進行處理。監測傳感器的位置設在柵欄外1m以內。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業。――井下移動瓦斯抽放泵站必須實行“三專”供電，即專用變壓器、專用開關、專用線路。 地面抽放瓦斯站安全措施抽放瓦斯站安全措施，應遵從以下要求：――在一個抽放站內，抽放瓦斯泵及附屬設備只有一套工作時，應備用一套；兩套或兩套以上工作時，其備用量可按工作數量的60%計。鉆機備用量按工作臺數的60%計；――抽放站位置應設在不受洪澇威脅且工程地質條件可靠地帶，應避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區等；宜設在回風井工業場地內，站房距井口和主要建筑物及居住區不得小于50m；――站房及站房周圍20m范圍內禁止有明火；——站房應建在靠近公路和有水源的地方；——站房應考慮進出管敷設方便：有利瓦斯輸送，并盡可能留有擴能的余地；――抽放站建筑必須采用不燃性材料，耐火等級為二級；——站房周圍必須設置柵欄或圍墻；――站房附近管道應設置放水器及防爆、防回火、防回水裝置，設置放空管及壓力、流量、濃度測量裝置，并應設置采樣孔、閥門等附屬裝置。放空管設置在泵的進、出口，管徑應大于或等于泵的進、出口直徑，放空管的管口要高出泵房房頂3m以上。――泵房內電氣設備、照明和其它電氣、檢測儀表均應采用礦用防爆型；――站房必須有直通礦調度室的電話；――抽放站應有供水系統。站房設備冷卻水一般采用閉路循環。給水管路及水池容積均應考慮消防水量。污水應設置地溝排放。――抽放瓦斯泵必須有前后防回火、爆炸、電氣防爆、防靜電措施。――抽放瓦斯站必須有防雷電、防火災、防洪澇、防凍措施。――必須有抽放瓦斯濃度規定及在規定濃度下的防爆措施。――必須有安全管理措施。8 致 謝合上這本厚厚的說明書，我的大學生活也逐漸畫上了句號。回首這兩個多月的時間，有很多遺憾，也有很多的留戀。畢業設計真正考驗一個人的所學和意志品質。它是大學四年所學知識的一次大檢閱，對即將走上工作崗位的畢業生來說，不單是考驗個人動腦動手能力，更是模擬現場工程技術人員運用所學知識解決實際問題的一次鍛煉，即使平時學的相當扎實認真，在畢業設計的進行中也遇到了幾乎難以逾越的障礙和困難。這要求畢業生還要深化學習，因為煤礦安全實際要求工程技術人員是多面手，應該有全面而細致的知識系統。困難已經使很多人畏懼，更何況還要在知識的汪洋大海中再度撈針，所以說畢業設計也考驗著一個人的意志品質。確定方案，計算數據，選型驗算，繪制大圖，對一個只是念過課本還未接觸過實際問題的學子來說，是何其繁瑣和艱難，沒有一點毅力前進，真是不行。然而正是這兩點才造就了千百萬扎扎實實、兢兢業業的工程技術人員。三個月的時間雖然不長，但我卻體會到了真正意義上的學習。只有在用中學，才是有所學乃至以后有所成。畢業設計不亞于以往任何形式的學習、實踐。如魚飲水，冷暖自知。菁菁校園，草木正綠，又是離別的時候。我衷心感謝在設計中給予我指導的王登科老師以及溫志輝老師，感謝幫助我的各位同學，沒有他們的真誠而又無私的幫助，或許也就沒有我的這份設計。不僅如此，我還要感謝四年來所有教育關心我的各位領導老師。相處雖短，情誼無限。以后的道路上讓我們共同珍惜。我會倍加努力，創造人生輝煌。參考文獻[1] 國家煤礦安全監察局，《煤礦安全規程》，煤炭工業出版社，2005年.[2] 國家煤礦安全監督管理總局，《煤礦瓦斯抽放規范》（AQ10272006），2006年.[3] 煤炭工業部，《礦井瓦斯抽放工程設計規范》（MT501896），1996年.[4] 煤炭工業部. 礦井瓦斯抽放管理規范. 北京：煤炭工業出版社，1997.[5] 建設部、質量監督檢驗檢疫總局，《煤炭工業礦井設計規范》（GB502152005），2005年.[6] 國家煤礦安全監督管理總局，《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ10262006），2006年.[7] 國家煤礦安全監督管理總局，礦井瓦斯涌出量預測方法（AQ10182006），2006年.[8] 林柏泉 張建國. 礦井瓦斯抽放理論與技術. 徐州：中國礦業大學出版社，1996.[9] 朱銀昌,候賢文. 煤礦安全工程設計. 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