幺公营煤矿瓦斯抽放系统文档

1、第一节 瓦斯抽放设备一、抽放方式 瓦斯抽放方式为集中抽放：根据矿井的具体情况安设瓦斯抽放站，站内 预备配置抽放设备完成高压瓦斯的抽放，在适宜时期考虑综合利用。二、抽放方法根据矿井瓦斯来源、 回采工作面瓦斯来源和掘进工作面瓦斯来源分析， 及煤 层厚度、煤层间距、煤层倾角等煤层特征和煤层瓦斯主要参数缺，以及煤系 地层、地质构造等，以及小型煤矿的资金、技术等实际情况，确定采用本煤层顺 层瓦斯抽放及采空区抽放方法。三、设计依据 矿井瓦斯来源主要为开采层中的瓦斯及邻近层中的瓦斯，回采工作面瓦斯 来源主要为本煤层工作面瓦斯和采空区中的瓦斯， 掘进工作面瓦斯来源主要为本 煤层中瓦斯， 根据经验预测， 本煤层

2、工作面瓦斯涌出量百分比 即本煤层工作面 瓦斯涌出量占矿井总涌出量的百分比q为30%瓦斯抽放系统采用地面永久瓦斯抽放系统。1、矿井瓦斯涌出量预测根据经验公式计算得知，该矿瓦斯涌出量为22.63m3/t 。首采工作面平均绝对瓦斯涌出量： 5.162m3/min 。煤巷掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量： 1.0792m3/min 。2、瓦斯抽放率 根据类似矿井生产实践经验，确定本煤层工作面顺层钻孔瓦斯抽放率工作面总抽出量占工作面总涌出量之比预计为30%。3、矿井瓦斯抽放量预测 本设计采用开采层顺层钻孔预抽及边采边抽的方法。 根据矿井瓦斯涌出量，预测矿井瓦斯抽放量C抽:3Ck = QfiX qtt = 5

3、.16 x 0.3=1.548m /min 式中：Q色一绝对瓦斯涌出量，nVmin ；C抽一矿井瓦斯抽放量，nVmin ；q抽一瓦斯抽放系数，取0.3 ;四、设备选型1 、抽放管路系统的选择 根据小煤矿平安管理水平、抽放设备价格、开拓开采设计及抽放的瓦斯不 利用等，确定采用地面永久瓦斯抽放系统。2、抽放管路管径、材质、规格 抽放管路干管管径计算公式如下：Q= C抽/C = 1.548/0.3 = 5.16m /min式中：C瓦斯管内混合瓦斯流量，mVmin ；Q抽一瓦斯管内纯瓦斯流量，即矿井瓦斯抽放量，ni/min ；C瓦斯管路内瓦斯浓度，取为30%D®457 V0.1457J516

4、 = 0.105m 10式中：D瓦斯管干管内径，mQ瓦斯管内混合瓦斯流量，nVmin ；V瓦斯管内流速，m/s, 般取1015m/s，本设计取10 m/s。抽放管路选择：干管管径为200m的无缝钢管,分管管径150m的无缝钢管, 支管管径为80m的无缝钢管。3、瓦斯管的连接方式瓦斯管道的连接采用法兰盘加胶垫的连接方式，接头的规格应与瓦斯管管 径相匹配。4、抽放管路阻力计算1) 管路磨擦阻力瓦斯管路磨擦阻力的计算，采用如下公式： =1-0.446C= 1-0.446 X 30%= 0.8662式中：瓦斯管路中的瓦斯比重；C瓦斯管路内瓦斯浓度，取为30%h 摩-1=9.8 LQ2KD59.80.8

5、662 1300 309.6250.71 20=466Pah摩 2=9.8LC抽2KD5=9.8 X0.8662 800 92.8820.62F55=124Pa式中：L瓦斯管路长度，干管长度1300m分管长度800m333C= 5.16m/min = 5.16 X 60 m/h = 309.6m/h ;Cs= 1.548mi/min = 1.548 X 60 m3/h = 92.88m3/h ;K系数，根据管径选择分别为0.71 ; 0.62 ;D瓦斯管道内径，分别为20cmffi 15cm=2) 局部阻力根据经验，管路局部阻力按摩擦阻力的10%-20%考虑即可，取20%3) 管路总阻力I摩=

6、1.2h 摩=1.2 X( 466+ 124) =708Pa4) 瓦斯泵压力及流量的计算(1) 瓦斯泵压力瓦斯泵压力按下式计算：Hs= 1.2 ( H»+ H吸+ Hb)= 1.2 X( 708+ 15000+ 5000)=24849.6Pa = 24.85KPa式中：Hs瓦斯泵总负压，kPa；H吸一要求孔口抽放负压，取15000Pa；H排一瓦斯泵瓦斯排放管出口的正压，取 5000Pa(2)真空度计算H泵n c = 泵 X 100%=( 24.85 /101.3 )X 100% = 24.53 % 101.3(3)瓦斯泵流量瓦斯泵流量按下式计算：_-33Q泵二刀QK/ (Cn ) =

7、1.548 X 1.2/ (0.3 X 0.8 ) =7.74m/min=464.4m/h 式中：Q泵一瓦斯泵的额定流量，m/min ；刀Q瓦斯泵在抽放期间内，同期最大纯 CH抽放量，nVmin ； K综合备用系数，一般取1.2 ;n 泵的机械效率，取0.8 ;C瓦斯泵入口处瓦斯浓度，%取为30%5、瓦斯泵与电机的选型根据计算的瓦斯泵的H泵和Q泵，选择2BEA-253-0泵两台(一台工作、一台 备用)，最大抽气量35.1m3/min，极限压力33KPa电机功率为55Kw本设计只作简单的选型计算，建议煤矿在建井期间后，委托有资质的单位根据煤矿的实际情况，编制瓦斯抽放设计方案，在投入生产前，煤矿根

8、 据瓦斯抽放设计安装完善抽放系统。第二节矿井瓦斯抽放一、矿井年抽放量及抽放年限1、矿井瓦斯储量及可抽量(1) 矿井各煤层平均瓦斯含量根据国家平安生产监督管理总局发布的 ?中华人民共和国平安生产行业标准 矿井瓦斯涌出量预测方法 (AQ1018-2006)?进行计算，各煤层原煤平均瓦斯 含量如表4-5-1。矿井各煤层的平均瓦斯含量表表4-5-1煤层编号瓦斯平均含量W(m3/t)M15.59M714.12M10.832)矿井瓦斯储量及可抽量矿井瓦斯储量是指在煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层及围岩所赋存的瓦斯总量。瓦斯储量可按下式计算：Wc=Ki K2艺Ai W式中：W矿井瓦斯储量，万m3;K

9、1围岩瓦斯储量系数，取 1.15 ；K 2不可采邻近层瓦斯储量系数；Wo-第i个可采煤层平均瓦斯含量，m3/t ；瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中能被抽出的最大瓦斯量，其计算公式为：W抽=W K 可式中：w抽一可抽瓦斯量，万m；K可一可抽放系数；K可=K3 K4 K5;K 3煤层的瓦斯排放系数；K3 = K 5 W W残 /WK4负压抽放时的抽放作用系数，K4=1.2 ；K5瓦斯涌出程度系数，取0.9 ；W§运到地表煤的剩余瓦斯含量，m/t ；根据各煤层的瓦斯含量、 煤炭储量及可抽系数计算各煤层的可抽瓦斯量见表4-5-2。表 4-5-2矿井瓦斯储量及可开发量表序号煤层瓦斯含量 m3/t煤炭

10、地质 储量万 t瓦斯储量万 m3可抽放系数瓦斯可开发量万 m31M煤层15.591642556.760.349892.312M煤层14.121432022.160.284573.443M煤层10.832542750.820.075206.32合计5617326.741672.07从计算结果看，矿井瓦斯可抽量为1672.07万m3，这为矿井瓦斯开发利用提供了充足的资源条件。2、瓦斯涌出量计算 详见本章第一节瓦斯涌出量计算局部 。3、抽放瓦斯的必要性和可能性1抽放瓦斯的必要性 根据?煤矿平安规程?第 145 条规定，“有以下情况之一的矿井，必须建立 地面永久抽放瓦斯系统或井下临时瓦斯抽放系统： 1

11、 个采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min 或1 个掘进工作面瓦斯涌出量 大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理时。 矿井绝对瓦斯涌出量到达以下条件的：大于或等于40m3/min ；年产量1.01.5Mt的矿井，大于30 m3/min；年产量0.61.0Mt的矿井，大于25 m3/min；年产量0.40.6Mt的矿井，大于20 m3/min； 年产量小于或等于 0.4Mt 的矿井，大于 15 m3/min； 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。下面从以下四个方面来分析该矿井瓦斯抽放的必要性。 从瓦斯涌出量的计算结果来看。根据计算结果，矿井相对瓦斯涌出量为 22.63m3/t，大于10n

12、Vt。因此，从 瓦斯涌出的现状分析，已符合建立瓦斯抽放系统的必要条件。 所以，必须采取瓦 斯抽放措施，保证矿井平安生产。 从矿井通风能力来看采掘工作面实行瓦斯抽放的必要性判断标准是：采掘工作面稀释瓦斯所需的 风量大于设计配风量，即下式成立时，抽放瓦斯才是必要的。q绝k60 c式中：Q采掘工作面设计配风量，m3/s；q绝工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min ；C采掘工作面允许的瓦斯浓度上限；K 瓦斯涌出不均衡系数，取1.41.6;据计算，炮采采煤工作面稀释瓦斯所需的风量超过 21.4 m3/s，而设计根据煤 层通风断面积、风速等因素综合确定的配风量为 14 m3/s,远远不能满足实际需 要。该矿井

13、设计通风能力无法满足矿井稀释瓦斯所需风量的要求，难以能保证采 掘工作面瓦斯不超限，完全具备实施瓦斯抽放的必要条件。 从防止煤与瓦斯突出看根据贵州省平安生产监督管理局、 贵州省煤炭管理局、贵州煤矿平安监察局 联合下发的黔安监管办字2007345号?关于加强煤矿建设工程煤与瓦斯突出 防止工作的意见?，该矿具有煤与瓦斯突出危险性，因此，从防止煤与瓦斯突出 看，必须进行瓦斯抽放。 从资源利用和环保的角度看瓦斯是一种优质洁净的能源，将抽出的瓦斯加以利用，可以变害为宝，改善 能源结构，保护大气环境，取得显著的经济效益和社会效益。从资源利用和环保的角度看，也有必要建立永久瓦斯抽放系统进行瓦斯抽 放，变被动为

14、主动开发。(2) 抽放瓦斯的可行性该矿井目前尚无煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等实测资料。参考 邻近矿区的一般经验，矿井设置高、低负压双系统进行瓦斯抽放，高负压系统用 于煤层预抽和解突，低负压第统用于采空区卸压抽放，实践证明是完全可行的。(3) 抽放瓦斯效果预计 工作面瓦斯抽出率及抽出量矿井瓦斯抽放效果，应在取得进一步的瓦斯地质资料 (如实测瓦斯压力、瓦 斯含量、煤层透气性系数及可抽性指标等)的根底上分析论证，较为符合实际情 况。受条件所限，设计仅根据煤质鉴定报告并参照邻近矿井的情况进行分析。M煤层平均厚1.78m。正常开采区域内，采面瓦斯涌出量 5.16m3/min ;工作 面设计配风

15、量14nVs，风排瓦斯量3.612m3/min左右，需要抽放的瓦斯量1.548 m/min，瓦斯抽出率为30%工作面掘进期间，瓦斯涌出量3nVmin时，特别是根据防突的需要，采用“先抽后掘等措施进行预抽瓦斯。 矿井瓦斯抽放量该矿生产能力为15万t/a ,根据矿井开采规模和配采关系，设计瓦斯抽放 系统的瓦斯抽出量考虑如下：a、 低负压系统：瓦斯抽出量最大为 1.5m3/min，瓦斯浓度按20%计，那么 混合量为7.5m3/min ;孔口抽放负压为5Kpa。b、 高负压系统：瓦斯抽出量最大为 2.1m3/min，瓦斯浓度按40%计，那么 混合量为5.25m3/min，孔口抽放负压为13Kpa 矿井

16、年抽放量及抽放年限矿井年抽放纯量约为1672.07万m，抽放年限可效劳至矿井结束，即 10.3 年。4、瓦斯抽采应到达的指标1突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤 层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。假设没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，那么必须将煤层瓦斯含量 降到8 m/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74Mpa表压以下。控制范围如下：a石门井筒揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定， 但必须控制到巷道轮廓线外 8m以上煤层倾角8°时，底部或下帮5m。钻 孔必须穿透煤层的顶底板 0.5m以上。假设不能

17、穿透煤层全厚，必须控制到工 作面前方15m以上。b煤巷掘进工作面控制范围为：巷道轮廓线外8m以上煤层倾角8°时, 底部或下帮5m及工作面前方10m以上。c 采煤工作面控制范围为：工作面前方 20m以上。2瓦斯涌出量主要来自于临近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表4-5-3规定，瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表4-5-4的规定。表4-5-3采煤工作面瓦斯抽采率应到达的指标工作面绝对瓦斯涌出量 Qm3/mi n工作面的抽米率%备注5< Q< 10> 2010< Q< 20> 3020 w Q<

18、 40> 4040 < Q< 70> 5070 w Q< 100> 60100< Q> 70表4-5-4采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应到达的指标工作面日产量t可解吸瓦斯量W备注w 1000w 810012500w 725014000< 640016000< 5.560018000< 5800110000< 4.5>10000< 4(3) 采掘工作面风速不得超过4m/s,回风流中瓦斯浓度不得超过1%(4) 矿井瓦斯抽采率应满足表4-5-5规定。表4-5-5矿井瓦斯抽采率应到达的指标矿井绝对瓦斯涌出量Q(m3/

19、mi n)矿井的抽米率(%备注Q< 20> 2520 w Q< 40> 3540 < Q< 80> 4080w Q< 160> 45160 w Q< 300> 50300w Q< 500> 55500w Q> 60因为幺公营煤矿的最大绝对瓦斯涌出量Q=8.56 m/min v20 m3/min，所以确定本矿的抽采率为30%二、抽放瓦斯方法1、矿井瓦斯来源分析该矿井采用下行开采程序，工作面开采时瓦斯涌出主要来自开采层、围岩、下邻近层煤层及采矿卸压范围内的不可采煤层、煤线等。从瓦斯涌出来源看，采煤工作面占50%r

20、55% 掘进工作面占19%r29流右，采空区占25 35%2、抽放瓦斯方法该矿井设置高、低压各两套瓦斯抽放系统。其中，高负压瓦斯抽放系统主要 用于预抽解突，采用顺层钻孔预抽、高位钻孔卸压抽等相结合的综合长钻孔预抽 放、超前钻孔排放等措施预抽解突(详细论述，见第四节区域防治突出措施中“预 抽煤层瓦斯局部)。低负压瓦斯抽放系统主要用于采空区抽放，即采用上顺槽 埋管抽放、采空区密闭抽放等。具体方法如下：一是利用高负压瓦斯抽放系统预抽解突：设计首采M煤层工作面，采用本煤层预抽瓦斯解突，本煤层顺层钻孔预抽 钻孔布置，见图4-5-4。轨道顺槽图4-5-4本煤层顺层钻孔预抽钻孔布置示意图二是利用高位钻孔卸压

21、抽放：在采煤工作面上顺槽布置顶板走向钻孔，用于工作面开采期间抽放工作面上 隅角裂隙带的卸压瓦斯。高位钻孔布置方式，见图4-5-5。三是，利用低负压瓦斯抽放系统抽放采空区瓦斯。工作面开采期间，利用上顺槽埋管抽放采空区瓦斯；工作面回采完毕密闭后，插管路抽放采空区瓦斯。该矿井煤层瓦斯高、不易自燃；一方面，为了解决采空区自然发火的问题， 要采取采空区注氮等防灭火技术措施， 另一方面，为了解决采空区瓦斯积聚的问 题，又要进行采空区瓦斯抽放。当采空区同时要采取这两种措施时，它们之间存 在首相互矛盾的一面，同时也存在首相互统一和互补的一面。需要正确协调处理 采空区瓦斯抽放与煤层自然发火的关系，该问题目前国内

22、外已有大量的试验和研 究，本矿井尚有待于下一步结合具体条件进行专题探讨和试验研究。设计用低负压瓦斯抽放系统抽放采空区瓦斯时，必须经常测定气体、温度、CO浓度，发现有自然征兆时，必须立即停止抽放，采取措施，防止煤层自然发火。图4-5-5顶板走向钻孔抽放布置示意图3、抽放瓦斯工艺(1)钻场布置、钻孔参数确定高位钻孔抽放：即沿工作面上顺槽每隔 6080m布置一个瓦斯钻场，每个钻场内布置46个钻孔，钻孔斜长约60 75m孔底控制层位为顶板的下裂隙带内 和工作面的上隅角附近，钻孔直径 © 65mm顺层钻孔的布置：即在回采工作面上、下顺槽沿沿煤层布置顺层钻孔向工作 面方向有80°的夹角

23、或垂直工作面顺槽，孔长约60 75m钻孔直径© 75mn或©90mm掘进工作面的布置：采用迎头长钻孔预抽放、超前钻孔排放等措施预抽。即 在巷道迎头正前方施工直径为 75120mm深度约50m两侧短孔约2540m 的 超前钻孔，超前钻孔控制到巷道50m范围，超前钻孔施工前必须加强工作面支护。2封孔方式、材料及工艺采用水泥沙浆或聚胺脂封孔，孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等 时，圭寸孔长度为，3 5m,高负压时圭寸孔长度为5 8m；煤层或围岩较为破碎的岩 石钻孔圭寸孔长度8 10m，视具体条件以不漏气为准，尽量缩短圭寸孔长度；对煤岩 强度不高、封孔深度较长的钻孔采用充填材

24、料封孔，对岩石致密、效劳年限不长 的钻孔采用机械式封孔器封孔。3设备选型及主要检测仪表钻机选用国产TXU 75防爆型钻机2台1台使用，1台备用，其钻进深度可达 75m开孔直径89mm终孔直径为?50mm给进方式为油压自动，钻孔角度 0 360 °，配备动力4kw。钻场宽度见下表。钻机型号钻机与支架间距m钻机宽度m钻工操作宽度m钻场总宽度mTXU-750.20.61.001.80主要检测仪表见表4-5-6表 4-5-6矿井主要检测仪表序号设备及材料名称型号及规格单位数量备注1光学瓦斯检定器AQG-1台152光学瓦斯检定器AQG-3台33瓦斯检定器校正仪JZG-1台24便携式瓦斯指示报警

25、仪JJE-3501，JCB-3台205瓦斯、氧气检测仪JY2001台66甲烷氧气两用仪AZY-1台67一氧化碳检定器CTH1000-8A台4数据式三、瓦斯抽采平衡关系抽采瓦斯的目的是实现高瓦斯、突出煤层采掘活动平安，所以抽采工程必须 先行。抽采平衡就是要在采掘工程实施之前抽采到位，要超前规划、超前设计、 超前施工，留足预抽时间。要将瓦斯抽采做为专项工作纳入矿井生产衔接，保证 矿井"抽、掘、采"关系的平衡。新矿井、新采区煤层瓦斯含量高于国家规定标准 的，必须编制瓦斯抽米方案，实现瓦斯抽米和煤炭资源开米协调开发。四、瓦斯抽放管路系统及抽放设备选型(一) 抽放管路系统l、抽放管路

26、系统的选择(1) 抽放管路系统选择的原那么根据井下巷道的布置、抽放点的分布、瓦斯综合利用的要求，设计确定在矿 井地面分别设置集中瓦斯抽放站，工作面瓦斯通过抽放管路集中排送至地面。瓦斯抽放管路应具有良好的气密性、 足够的机械强度，并应满足防冻、防腐 蚀、抗静电的要求。(2) 抽放管路系统的选择根据瓦斯抽放参数见表4-5-7,该矿井分别设置高负压瓦斯抽放管路系统和 低负压瓦斯抽放管路系统各1套。高、低负压瓦斯抽放管路经回风斜井引出地面，在风井场地设置高、低负压联合瓦斯抽放站。地面及回风斜井内布置瓦斯主管，采面回风巷、回风联络巷、 回风石门巷道内布置瓦斯支干管，回风下山巷道内布置瓦斯支管。由于真空泵

27、的 抽气速率、功率曲线是按标准工况状态(进气温度20C，进水温度15C，排气压力101.3kPa,吸入气体为饱和空气)绘制的，还应将实际工况的抽放泵流量换 算为标准工况状态的流量(见表 4-5-8)。表4-5-7矿井瓦斯抽出量资料表项目高负压低负压_ _3纯瓦斯(m /min)2.11.5瓦斯浓度()4020混合量(m3/min)5.257.5孔口压力(kPa)135表 4-5-8海拔高度与大气压力之间的关系海拔高度(m)0500100015002000大气压力(kPa)101.397.092.086.084.0海拔高度为+1520m,大气压力均取85.92kPa。2、抽放管道径、材质、规格(

28、1)高负压抽放系统高负压抽放瓦斯主管管径，依据?矿井抽放瓦斯工程设计标准 MT5018-96?，按抽放混合流量计算：D 高主=0.1457 = 0.1457965 = 0.121mV VV 14式中：瓦斯抽放管路内气体流速 V=14m/s；高负压瓦斯抽放泵实际工况最大流量：Q 高主=K 1Q 高 P0T/X1P 高主 T0=1.2X 2.1 X 101.3X 293/0.4 X 85.92 2.34 13-4.434X 2933=9.65m /min式中：Ki瓦斯抽放综合系数，Ki=1.2 ;高负压纯瓦斯抽放最大流量 Q高=2.1m3/min ；标准大气压力P°=101.3kPa；计

29、算气体温度T=293K咼负压瓦斯抽放后期泵进口压力 P高泵= Fh-PT-P K-Pz海拔大气压力Ph=85.92kPa海拔高度为1520m;通风负压Pt =2.34kPa抽放孔口负压Pk=13kPa管路总阻力R=4.434kPa标准工况状态进气温度20C To=293K高负压瓦斯支管管径瓦斯纯流量：取Q支=1.2m3/min D高支=0.1457 Q高支N 1/2 0.092m式中：瓦斯抽放管路内气体流速 V=14m/s；高负压瓦斯抽放支管实际工况最大流量：Q高支=KiQ支R1T/X1P高泵To=1.2 X 1.2 X 101.3 X 273+20/0.4 X X 293 =5.513m3/

30、mi n考虑到使用期限及防腐等因素，高负压抽放瓦斯主管采用无缝钢管，规格为 D300X 11.4;高负压抽放瓦斯支管规格为 DN127 X 4。考虑到减轻工人劳动强度 和管路经常搬移，以及防腐等方面的要求，设计建议高负压抽放瓦斯支管选用煤 矿瓦斯抽放专用聚乙烯管材。2低负压抽放系统低负压抽放瓦斯主管管径，按后期混合流量计算：。'主=0.145t/Q地主 = 0.1457J1364 = 0.144m V 14式中：瓦斯抽放管路内气体流速 V=14m/s；低负压瓦斯抽放泵实际工况最大流量：Q 低主=KiQ 低 RT/X2P 低泵T0=1.2 X 1.5 X 101.3 X 273+20/0

31、.2 X X 293=13.64m3/mi n式中：瓦斯抽放综合系数K1=1.2;低负压纯瓦斯抽放最大计算总流量 Q低=1.5m3/min;标准大气压力P°=101.3kPa；计算气体温度T=293K ；低负压瓦斯抽放后期泵进口压力 P低泵=Ph-PT-Pk-P2海拔大气压力Ph=85.92kPa海拔高度为1520m；通风负压PT=2.34kPa抽放孔口负压Pk=5kPa；管路总阻力Pz=11.716kPa；标准工况状态进气温度20C T0=293K低负压瓦斯支管管径瓦斯纯流量：取Q=1.2m3/minD'支= = 0.1457；支10.910.1457 = 0.129m14

32、低负压瓦斯抽放支管实际工况最大流量：Q 低支=KiQPhTo/X1P 低泵T0=1.2 X 1.2 X 101.3 X 273+20/0.2 X X 293 =10.91m 3/min考虑到使用期限及管径较大等因素，低负压抽放瓦斯管路均采用无缝钢管： 主管管径规格为D300X 11.4;低负压抽放支管管径规格为 D140X4.5。3、瓦斯管的连接万式、主管趟数高负压和中低负压抽放瓦斯管主管各为一趟。高、低负压抽放瓦斯管总管 沿风井井筒底板敷设。在保证平安的前提下，主管宜采用焊接方式连接，否那么采 用法兰连接；支管宜采用法兰、快速管接头等方式连接。管路每70m左右需要进 行接地，以防静电和带电。

33、在用法兰方式时，要做好接头处的电气连接。4、抽放管路阻力计算1高负压抽放瓦斯主管的摩擦阻力，依据?矿井抽放瓦斯工程设计标准?，按困难时期流量计算：,9.8L 高主Q 高主汉 6029.8 "000 x 9.65X 602 x 0.466 c “小厂H 高主 =5=0.976kPa0.71 "9.15式中：高负压抽放瓦斯主管长度 L高主=1000m；实际状态T及P高泵下混合瓦斯浓度40%对标准空气的相对密度 =' ToeP 高泵/TP0=0.822X 273X /293X 101.3=0.466式中，标准状态0C及105Pa下混合瓦斯浓度 40%对空气的相对密 度&#

34、39; =0.822;标准状态0C 时的绝对温度T0C、=273K;标准状态I05pa下气压P0=101.3kPa；管径系数K0=0.71管径D高主150mm。高负压抽放瓦斯主管有效直径 D高主=19.1cm。抽放主管路的局部阻力，取摩擦阻力的20%。即抽放主管路的总阻力为1.2X H高主=1.2X0.976=1.172kPa高负压瓦斯抽放支管高位巷及工作面合并的摩擦阻力H高支=2.718kPa9.8L高支(Q高支汉 60)2 人= 9.8800 x (5.513 x 60)2 汇 0.466K0 *D高支5=5式中，取L高支 =800m； =0.466;K0=0.71;顺槽支管有效直径D高支

35、=11.9cm。瓦斯抽放支管的总阻力为 1.2X H高支=1.2X2.718=3.262kPa据此，从工作面到抽放站的高负压瓦斯管路的总阻力为：H 高阻=1.2X H 高主+H 高支 =4.434kPa.2低负压抽放瓦斯总管的摩擦阻力，按低负压流量计算:L低主Q低主 x 6041000 "13.64 汉 60汉 0.547 o nni D50.71 19.1H 低主=9.85=9.85=2.09kPaK。D低主式中：低负压抽放瓦斯主管长度 L低主=1000m；实际状态T及P低泵下混合瓦斯浓度20%对标准空气的相对密度 =' T°P 低泵/TP0=0.911 X 27

36、3X /293X 101.3=0.547式中：标准状态0C及105Pa下混合瓦斯浓度 20%对空气的相对密度'=0.911;标准状态0C时的绝对温度T0C =273K标状状态105Pa下气压P°=101.3kPa； 管径系数K0=0.71管径D低主150mm;低负压抽放瓦斯主管有效直径 D低主=19.1cm。抽放主管路的局部阻力，取摩擦阻力的20%H低支=9.8 L低支Q低支605 2 "Kq D低支即抽放主和路的总阻力为1.2X H低主=2.508kPa 支管的摩擦阻力9.8 8001091 605 0.5470.7仆 13.15=7.045kPa式中，取L低支=

37、800m；A =0.547; Ko=O.71 ;有效直径D低支=13.1cm。支管的总阻力为1.2X H低支=8.454kPa据此，从工作面到抽放站的低负压瓦斯管路的总阻力为：H 低阻=1.2 X H 低主+H 低支=11.716kPa5、管路敷设抽放瓦斯管主管沿风井及回风下山井筒底板敷设，抽放瓦斯支管沿区段回风联络巷、区段联络巷、区段回风巷等巷道底板敷设。主管间隔68m设置一个混凝土支承；抽放瓦斯干支管视巷道情况，采用沿巷道底板、悬臂支承、锚杆悬挂 等方式敷设。在倾斜巷道中每隔 80100m均设置一个止推支承。管路坡度取? 1 %。，管接头，阀门以及各种零部件须安装严密，应具有良好的气密性和

38、足够的 机械强度，并应满足防冻、防腐要求；不得与带电物体接触并应有防止砸坏管路 的措施。在入井处还设置了防止雷电涉及井下的接地装置。2管路防腐及地面管路防冻措施管路防腐采用环氧树脂漆或环氧沥青漆，较小零部件采用热镀锌。由于本地区冬天气温较高，地面管路无需考虑防冻的问题。3附属装置瓦斯抽放钻场处、管路分支处、井底井口处、瓦斯抽放泵站进口处均设阀门； 管路在抽放钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处、出口处应设放水器，放水器间 距为200300m,最大500m；出口处还应设取样孔、进出口排空管，以及瓦斯浓 度、压力和流量测定装置等；根据购置设备要求而决定是否设置止回阀。二抽放设备选型1、抽放瓦斯泵流量计

39、算在“第五节、三、一、2、抽放管道管径、材质、规格中已列出流量计 算公式并得出结果。2、抽放瓦斯泵压力计算1高负压瓦斯抽放泵最大吸气压力绝压P高泵=Ph K2H 高阻+Pk+Pr=85.92- 1.2X4.434+13+2.34=62.191kPa式中：备用系数 K2=1.2 2低负压瓦斯抽放泵最大吸气压力 绝压 P低泵=Ph K2 H 低阻+Pk+PT =85.92- 1.2X 11.716+5+2.34=63.053kPa式中：备用系数 K2=1.23、抽放瓦斯泵的真空度计算 1 高负压瓦斯抽放泵的最大真空度D 高=1 P 高泵/Po=1 62.191/101.3=38.6% 2 低负压瓦

40、斯抽放泵的最大真空度d 低=1 P 低泵/P0=1 63.053/101.3=37.76%4、抽放设备选型由高负压瓦斯抽放泵的计算流量 Q 高主及最大吸气压力 P 高泵，设计选用 2BEA 253型水环式真空泵2台，配55kw、380V矿用防爆电动机，一台工作，一台 备用。由低负压瓦斯抽放泵的计算流量 Q低主，及最大吸气压力P低泵，设计选用2BEA 353型水环式真空泵2台，配55kw、380V矿用防爆电动机，一台工作，一台 备用。5、抽放泵房主要附属设备电气防爆措施斯抽放泵站及瓦斯抽放管路所有附属电气设备、 照明设备、 仪器仪表均采用矿用隔爆型或本质平安型，并必须为获得 MA 标志的生产厂家

41、制造的合格产品。五、抽放瓦斯站一抽放瓦斯泵房及附属设备布置l 、抽放瓦斯站构成瓦斯抽放站为单层建筑结构，条形布局。分设泵房、上下压配电室、值班室 等。室内安装瓦斯抽放泵、上下压供配电设备、控制系统设备、瓦斯参数监测设 备、通信设备等，室外设置瓦斯进出口配气系统、防爆炸、防回火装置、进出口 排空管、补水及冷却系统、防雷接地系统等。供水系统要考虑消防容量。2、抽放瓦斯泵房的主体设备电气防爆措施瓦斯抽放站必须采用不燃性材料建筑， 耐火等级二级。 瓦斯抽放站距进风井 口和主要建筑物不得小于50m用围墙保护，并且围墙外2Om范围内禁止堆积易 燃物，禁止有明火。瓦斯抽放泵选用水环式真空泵， 配套矿用防爆型

42、电动机。 上下压配电开关及二次控制系统设备、 补水及冷却系统设备等， 全部采用矿用隔爆型或本质平安型 产品。假设选用电动闸阀， 也全部为矿用隔爆型。 泵房内所有管路及电气设备金属 外壳均进行接地保护，以防雷电、静电感应及设备带电。各设备的生产厂家必须提供获得 MA标志的合格产品。3、抽放瓦斯泵房的主要附属设备瓦斯进口为上下压互备式配气系统，通过闸阀进行控制，其前设置总计量、防爆炸、防回火装置、进口排空管及总闸阀。瓦斯出口为各泵独立向空中排出， 或经计量、防爆炸、防回火装置、 出口排空管及闸阀后汇总进入瓦斯综合利用系 统。补水及冷却系统为双泵互为备用循环系统。 照明采用矿用防爆型灯具， 双回 路

43、供电。机房内设设备检修用起重梁。抽放瓦斯泵房及附属设备系统见图 4-5-8 。二抽放瓦斯站场地平面布置瓦斯抽放站必须采用不燃性材料建筑， 耐火等级二级。 瓦斯抽放站距进风井 口和主要建筑物不得小于 50m,用围墙保护，并且围墙外 20m范围内禁止堆积 易燃物，禁止有明火。泵房周围用实体围墙保护。三供电与通讯1、供电电源瓦斯抽放站二回专用高压电源引自矿井地面 10kV 变电所不同母线段，一回 工作，一回备用。2、电力负荷高负压瓦斯抽放泵选用 2BEA253 型水环式真空泵 2 台，配 55kW、 380V 矿 用防爆电动机，一台工作，一台备用。低负压瓦斯抽放泵选用 2BEA253 型水环式真空泵

44、 2 台，配 55kW、 380V 矿 用防爆电动机，一台工作，一台各用。3、防止雷击瓦斯抽放站及其管路均要设置避雷装置 避雷针、避雷带、 接地系统等 ，防 止雷击并防止雷电波侵入井下。电源线路采用电缆经电缆沟或和直埋方式供电，在上级变电所10kV母线上各设置一组避雷器吸收电源侧过电压。4、通讯抽放瓦斯站设有直通矿井调度室的 ， 采用矿用防爆型。四抽放瓦斯站场地建筑瓦斯抽放站建筑面积约为 200m2。4哉，知兴茎技LI*吋?*龚蜡1心垮*tfsBSFBS 一一0_5層 6EYm .g专.9養書鱼tri舉豊s -图4-5-8抽放瓦斯泵安装示意图五给排水、采暖及供热瓦斯泵站的给水主要是供给瓦斯泵的

45、循环冷却水，并考虑消防容量，循环水流量按60m3/h计算。瓦斯泵站不需要采暖。六、平安一抽放系统及抽放泵站平安措施1、抽放系统平安措施管路防腐蚀、防漏气、防砸坏、电气防爆、防静电、防带电、防底鼓措施。管路防腐的论述请见“第五节、三、一、5、2管路防腐及地面管路防冻 措施。管路接头、阀门以及各种零部件须安装严密，以防漏气。根据管路敷设 的实际情况在易损部位采取适当措施，如加套管或型钢防护架，防止管路砸坏， 在地面也可米用埋地敷设方式。电气防爆、防静电、防带电的措施请见“第五节、三、二、5、抽放泵房主要附属设备电气防爆措施以及第五节、四、一、2、抽放瓦斯泵房的主体设 备电气防爆措施，这里不再赘述。

46、斜井斜巷管路防滑措施：在倾斜巷道中每隔 80100m 即设置一个止推 支承防滑。地面管路防冻措施请见“第五节、三、 一、 5、 2管路防腐及地面管路防 冻措施。2、抽放瓦斯站平安措施1瓦斯抽放泵前后防回火、爆炸、电气防爆、防静电措施 瓦斯抽放管路泵房进气端与各瓦斯泵出气端均设置防回火装置与水封防爆 器。电气设备均采用矿用隔爆型或本质平安型产品。 泵房内所有管路及电气设备 金属外壳均进行接地保护，以防雷电感应、静电感应及设备带电。2瓦斯抽放站防雷电、防火灾、防洪涝、防冻措施 必须设置防雷击根据?建筑物防雷设计标准? GB50057 的规定设防装 置，并制订严格的定期检查制度，保持性能良好。泵的进

47、出口必须设排空管，其 高度应超过泵房房顶 3m 以上，排空管的防雷采用独立避雷针，距离排空管净距 不得小于 5m。防雷接地系统分作二局部： 机房采用避雷带，进出口排空管采用独立避雷针， 机房防雷及工作接地共用接地网，接地电阻取 1 欧姆。地面泵房必须开有天窗，并保持泵房内良好通风。 地面泵房必须用不燃性材料建筑，并必须有当地气象部门安设的防雷电装 置。其距井口和主要建筑物不得小于50m并用栅栏或围墙保护。地面泵房和泵房周围20n范围内，禁止堆积易燃物和有明火。 瓦斯泵房内设置直通调度 与温度、 烟雾等监测仪表， 火灾发生时可及时 发现，及时报警。泵房设置消火栓和灭火器，用于火灾时灭火。 瓦斯抽放站建在风井场地，场地标高较高，满足防洪要求。3抽放瓦斯浓度规定及在规定浓度下的防爆措施瓦斯浓度低于 30%时，值班人员必须立即翻开放空阀， 关闭利用侧的出口总 阀，将抽出的瓦斯经排空管排出。 此后应采取适当措施提高抽放瓦斯的浓度。 瓦 斯浓度低于 25%时，必须立即停止抽放并向矿调度室报告。4平安