矿井瓦斯抽采系统

山西工程职业学院主讲教师：范红伟

《煤矿安全技术》矿井瓦斯抽采系统矿井瓦斯抽采系统

矿井瓦斯抽采是由一系列抽采设备组成的系统来完成的，瓦斯抽采设备能够造成一定负压将瓦斯从煤层中抽出并通过管道输送到地面或其他安全地点。由瓦斯抽采设备和管路等构成的系统，称为瓦斯抽采系统。瓦斯抽采系统主要由瓦斯抽采泵、管路系统和附属装置等组成。矿井瓦斯抽采系统（一）瓦斯抽采泵及泵站常用瓦斯抽釆泵有水环式真空泵、离心式鼓风机和回转式鼓风机三种类型，其中水环式真空泵是我国中小型矿井中最常用的抽瓦斯设备；离心式鼓风机是国内一些抽釆量较大的矿井使用的设备；回转式鼓风机包括罗茨鼓风机、叶氏鼓风机和滑板式压气机等，前两者在我国部分矿井中有应用。泵站的装机能力应当满足瓦斯抽采达标的要求，备用泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力；运行泵的装机能力不得小于瓦斯抽采达标时应抽釆瓦斯量对应工况流量的2倍。预抽瓦斯钻孔的孔口负压不得低于13kPa,卸压瓦斯抽采钻孔的孔口负压不得低于5kPa。矿井瓦斯抽采系统

瓦斯抽采泵站是安装瓦斯抽采泵的地点。泵站是瓦斯抽采系统的重要组成部分，其安全管理必须符合有关规定。

1、地面固定瓦斯抽采泵站必须遵守规定（1）地面泵房必须用不燃性材料建筑，并必须有防雷电装置，其距进风井口和主要建筑物不得小于50m，并用栅栏或者围墙保护。（2）地面泵房和泵房周围20m范围内，禁止堆积易燃物和有明火。（3）抽采瓦斯泵及其附属设备，至少应当有1套备用，备用泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力。（4）地面泵房内电气设备、照明和其他电气仪表都应当采用矿用防爆型；否则必须采取安全措施。（5）泵房必须有直通矿调度室的电话和检测管道瓦斯浓度、流量、压力等参数的仪表或者自动监测系统。（6）干式抽采瓦斯泵吸气侧管路系统中，必须装设有防回火、防回流和防爆炸作用的安全装置，并定期检查。抽采瓦斯泵站放空管的高度应当超过泵房房顶3m。（7）泵房必须有专人值班，经常检测各参数，做好记录。当抽采瓦斯泵停止运转时，必须立即向矿调度室报告。如果利用瓦斯，在瓦斯泵停止运转后和恢复运转前，必须通知使用瓦斯的单位，取得同意后，方可供应瓦斯。

矿井瓦斯抽采系统2、井下临时抽采瓦斯泵站必须遵循规定（1）临时抽采瓦斯泵站应当安设在抽采瓦斯地点附近的新鲜风流中。（2）抽出的瓦斯可引排到地面、总回风巷、一翼回风巷或者分区回风巷，但必须保证稀释后风流中的瓦斯浓度不超限。在建有地面永久抽采系统的矿井，临时泵站抽出的瓦斯可送至永久抽采系统的管路，但矿井抽采系统的瓦斯浓度必须符合本规程第一百八十四条的规定。（3）抽出的瓦斯排入回风巷时，在排瓦斯管路出口必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏设置的位置是上风侧距管路出口5m、下风侧距管路出口30m，两栅栏间禁止任何作业。

矿井瓦斯抽采系统（二）瓦斯抽采管路1、瓦斯管路系统的选择（1）管路系统选择的注意事项敷设的瓦斯管路应便于运输、安装和检修维护。瓦斯管路应设在不经常通过矿车的回风巷道中，以防止管道被撞坏漏气。注意事项4321瓦斯管路系统必须根据巷道布置图，选择巷道曲线段少和距离最短的线路。敷设的瓦斯管路应有在抽采设备或管路系统一旦发生故障时，管内的瓦斯不至于进入釆掘工作面、硐室等的防范措施。矿井瓦斯抽采系统（2）管路系统的组成瓦斯管路系统由主管、干管、支管和附属装置构成，其用途参数见表。项目用途主管输送整个矿井或几个采区的瓦斯干管输送一个采区或一个工作面的瓦斯支管输送一个钻场的瓦斯

附属装置测压和测流量装置用以调节、控制、测量管路中的瓦斯浓度、流量和压力安全装置防爆炸、防回火、放空管和放水等装置瓦斯管路系统分项用途表矿井瓦斯抽采系统2、瓦斯管管径与管材的选择（1）瓦斯管直径瓦斯管直径一般采用下式计算。并参照抽采泵的实际能力留有备用量，同时尚需考虑运输和安装的方便。

D=0.1457（Qc/v）1/2

式中D——瓦斯管内径，m；Qc——管内气体混合流量，m3/min；

v——管内气体经济合理平均流速，取v=（5～15）m/s。

（2）瓦斯管管材瓦斯管管材一般选用国家定型产品，如热轧无缝钢管、冷拔无缝钢管和焊接钢管等。（3）接头瓦斯管道多半采用法兰盘连接,一般将法兰盘套焊在管端或先套上法兰盘，然后焊接挡住法兰盘的小挡板，再将端面焊缝锯平，在两个法兰盘间夹一软橡皮或软聚氯乙烯垫片（厚度3〜5mm）,用螺栓连接。矿井瓦斯抽采系统（三）附属设施瓦斯管路上的附属装置，大致分为两类：一类是用来调节、控制瓦斯压力和流量的，主要包括阀门、测压嘴、计量装置等；另一类是有关安全方面的装置，主要包括各种类型的放水器、防回火、防爆装置、放空管和防雷等装置。1、阀门在瓦斯管路（主管、干管、支管）上和钻场、钻孔的连接处均需安设阀门，主要用来调节与控制各个抽釆地点的抽采负压、瓦斯浓度、抽采量等。同时，在修理和更换瓦斯管时可切断通路。阀门的安装主要应用于井下抽采系统、瓦斯抽采泵房以及井上供瓦斯系统等。常用的阀门为截止阀和闸阀。瓦斯管路上安设的阀门，一般以采用闸板式低压气门为宜。矿井瓦斯抽采系统2、流量计为了全面掌握与管理井下瓦斯抽放情况，需要在总管、支管和各个钻场内安设测定瓦斯流量的流量计，目前井下一般采用孔板流量计，孔板流量计比较简单方便，使用时安装在管道中，用水柱压差计测出孔板前后的压差和管内瓦斯浓度，即可计算出标准状态下的混合气体流量。3、放水器瓦斯抽采管网中应当安装足够数量的放水器，确保及时排除管路中的积水，保证瓦斯抽采浓度，必要时应设置除渣装置，防止煤泥堵塞管路断面。在矿井抽釆瓦斯系统中，放水器是不可缺少的装置之一，其作用是把从钻孔中抽出的瓦斯和水分离，将水放掉，只让瓦斯进入管路，可以解决瓦斯管路的积渣堵塞问题。矿井瓦斯抽采系统4、防爆、防回火装置《煤矿安全规程》规定抽采管路必须设置防回火、防爆炸等安全装置。水封式防爆、防回火装置结构如图所示。正常抽釆时，瓦斯通过水封抽出，一旦管内发生瓦斯爆炸或燃烧，火焰将被水封隔绝，同时爆炸波将把防爆盖冲开或把胶皮板冲破，从而保护了井下、泵房及地面用户的安全；一般安装在抽釆泵的出口和入口附近的地面管路上，对于干式抽釆泵吸气侧管路和瓦斯利用系统中必须装设。铜网式防爆、防回火装置结构如图所示，主要利用铜网的散热作用达到阻断火焰传播的目的，一般装置在瓦斯抽采泵输岀管系统，安装在距用户或抽釆泵较近的地点。1—入口瓦斯管；2—水罐；3—注水管口；4—水位计;5—防爆盖;6—防爆盖加重配块；7—水封环形槽；8一排出瓦斯管；9—水封装置放水器1—挡圈；2—钢丝圈；3—活法兰盘矿井瓦斯抽采系统5、放空管6、避雷器放空管一般安在地面瓦斯抽釆泵的出口、入口附近的管路上。作用主要有:①瓦斯抽采泵发生故障或检修时，可打开瓦斯抽采泵进口处的放空管阀门，使井下的瓦斯通过放空管排至大气；②井下抽采瓦斯浓度降低到不符合利用瓦斯的要求，或者瓦斯利用系统发生故障时，可利用管路上的阀门关闭供给，打开瓦斯抽采泵出口处放空管的阀门，使抽出的瓦斯排放至大气，保证井下的正常瓦斯抽釆不受影响；③在正常供给用户使用瓦斯的前提下，可以利用瓦斯抽采泵入口处的放空管调节瓦斯浓度，以适应用户的要求。注意事项主要有：①放空管的直径不得小于瓦斯抽采泵出、入口的主管直径；②放空管的高度要超过泵房屋脊3m以上，与泵房墙壁的距离为0.5〜1m；③为防止