【文章內(nèi)容簡介】 力計(jì)算，根據(jù)公式hf=△Q2/K0d5得出摩擦阻力，再用估算法取摩擦阻力的15%作為局部阻力，從而得出總阻力。hf負(fù)=△Q2/（K0d5）=3002402/（105）= hf正=△Q2/K0d5=4502402/(105) = Pa hf負(fù)局=15%= hf正局=15%=以上式中 hf負(fù)——負(fù)壓段的摩擦阻力，Pa；hf正——正壓段的摩擦阻力，Pa；hf負(fù)局——負(fù)壓段的局部阻力，Pa；hf正局——正壓段的局部阻力，Pa；L ——管路長度，m；△——混合瓦斯對空氣的相對比重，；Q ——瓦斯流量，m3/h；K0——系數(shù)，；d——管道內(nèi)徑,cm。2. 固定式抽放部分固定式抽放管路鋪設(shè)路線：泵房→回風(fēng)斜井→C407回風(fēng)巷→聯(lián)絡(luò)石門→2113回風(fēng)巷→采面 →2114回風(fēng)巷→掘進(jìn)頭主管路要鋪設(shè)到聯(lián)絡(luò)石門末端，長度920m，分支管路從聯(lián)絡(luò)石門末端開始到抽放地點(diǎn)，按450m計(jì)。管道阻力計(jì)算，根據(jù)公式hf=△Q2/K0d5得出摩擦阻力，再用估算法取摩擦阻力的15%作為局部阻力，從而得出總阻力。hf主=△Q2/（K0d5）=92015002/（205）= hf支=△Q2/K0d5=4506002/155 = Pa hf局=(+)15%= hf總= hf主+ hf支+ hf局=++ = Pa以上式中 hf主——主管路的摩擦阻力，Pa；hf支——分支管路的摩擦阻力，Pa；hf局——管路的局部阻力，Pa；hf總——管路的總阻力，Pa；L ——管路長度，m；△——混合瓦斯對空氣的相對比重，；Q ——瓦斯流量，m3/h；K0——系數(shù)，；d——管道內(nèi)徑第三節(jié) 抽放管路的附屬裝置為了便于管路系統(tǒng)負(fù)壓的調(diào)節(jié)，掌握各抽放地點(diǎn)瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r以及保證管網(wǎng)系統(tǒng)的正常抽放，設(shè)計(jì)時在各主、干、分、支管路要考慮分別安設(shè)閥門、測試孔、放水器。此外，在瓦斯泵房和地面管路上還要安設(shè)防爆、防回火裝置及放空管等。1. 閥門瓦斯抽放管路各分支管分叉處、抽放管路和鉆場連接管上均應(yīng)安設(shè)閥門，其主要目的是用來調(diào)節(jié)和控制各抽放點(diǎn)的抽放量、抽放濃度、抽放負(fù)壓等。在每個鉆場中，每個鉆孔都要有單獨(dú)的閥門控制。2. 測試孔在抽放系統(tǒng)中的管路各分支管分叉處,均應(yīng)留有測試孔,作檢測瓦斯?jié)舛?、?fù)壓、壓差用。最經(jīng)濟(jì)最簡便實(shí)用的方法是在管路上鑿一個直徑10mm的洞，再在該處焊上一個直徑16mm的螺帽，然后將直徑16mm的螺桿安在螺帽上，需測試時將螺桿取下即可。在抽放系統(tǒng)的主管道上，必須安裝一個孔板流量計(jì)，計(jì)量整個抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量?？装辶髁坑?jì)要安裝在距離泵站最近的直管路段，其前后5m應(yīng)平直，不要有閥門和變徑管?？装辶髁坑?jì)兩側(cè)要分別有測試孔，測試孔使用橡膠管與U型壓差計(jì)相連接。 管路抽氣量可以采用下列公式進(jìn)行計(jì)算： Qv=KΔh1/2式中 Qv——?dú)怏w體積流量，m3/s； K——孔板系數(shù)（出廠時測定）； Δh——U型管水柱壓差，mm。3. 放水器在抽放系統(tǒng)的管道最低洼點(diǎn)，一般都容易積聚從抽放地點(diǎn)抽來的水，減小有效抽放斷面，增加抽放阻力。為此，在有條件的低洼點(diǎn)，要安設(shè)放水器。針對汪家寨鎮(zhèn)一煤礦的實(shí)際，選擇使用人工負(fù)壓放水器。第四節(jié) 瓦斯泵選擇一、瓦斯泵流量計(jì)算瓦斯泵流量應(yīng)能滿足抽放瓦斯系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)最大抽放量的需要。瓦斯泵流量按下式計(jì)算：Q泵=QK/Cη式中 Q泵——瓦斯抽放泵的額定流量，m3/min； Q ——最大抽放瓦斯純量，m3/min；5m3/min C ——瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋?0%； η——瓦斯泵的機(jī)械效力，取80%； K ——瓦斯抽放綜合系數(shù)，取K=則瓦斯泵流量：1. 移動式抽放部分 Q泵=QK/Cη= =5m3/min2. 固定式抽放部分Q泵=QK/Cη=5 = m3/min二、瓦斯泵壓力計(jì)算瓦斯抽放泵壓力，必須能克服抽放管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力損失和保證抽放的鉆孔有足夠的負(fù)壓，以及泵的出口正壓的需求。1. 移動式抽放部分按以下公式計(jì)算： H泵 =（Hi+H0）K式中 H泵——瓦斯泵的壓力，Pa； Hi——抽放管路總阻力損失，Pa； H0——抽放鉆孔所需負(fù)壓，一般取H孔=15000 Pa； K ——抽放備用系數(shù)，取K= H泵 =（Hi+H0）K =（+） =2. 固定式抽放部分按以下公式計(jì)算： H泵 =（H總+H孔+H正）K式中 H泵——瓦斯泵的壓力，Pa； H總——抽放管路總阻力損失，Pa； H孔——抽放鉆孔所需負(fù)壓，一般取H孔=15000 Pa； H正——瓦斯泵出口正壓，一般取H正=5000 Pa； K ——抽放備用系數(shù)，取K= H泵 =（H總+H孔+H正）K=（+15000+5000） = Pa三、瓦斯泵選型通過以上計(jì)算,在進(jìn)行市場調(diào)查和對設(shè)備參數(shù)對照的結(jié)果, 移動式瓦斯泵決定選擇樂山泰達(dá)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的ZWY礦用型移動式瓦斯抽放泵二臺，其中一臺運(yùn)轉(zhuǎn),一臺備用。型 號額 定 抽氣量 （m3/min）極 限 真空度（hPa）電機(jī)功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）口徑（mm）耗水量（L/h）ZWY7/15720015145010017～30該設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見下表：固定式瓦斯泵決定選擇廣東佛山水泵廠生產(chǎn)的CBF3002型水環(huán)式真空泵二臺,其中一臺運(yùn)轉(zhuǎn),一臺備用。型 號最大氣量 （m3/min）極限真空絕壓（hPa）電機(jī)功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）口徑（mm）耗水量（m3/h）CBF30024512055490200.～該設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見下表：第五節(jié) 瓦斯泵的附屬安全裝置1. 瓦斯泵進(jìn)出口段的管路上均要設(shè)置防回火、防回氣、防爆炸的安全裝置，有銅網(wǎng)式和水封式兩種，以防止井下管路瓦斯爆炸或地面排空管雷擊燃燒波及范圍擴(kuò)大，其主要作用是熄滅燃燒火焰和釋放爆炸能量。分別見下圖： 2. 泵的排氣端設(shè)置排空管，用來排放抽出的瓦斯。安設(shè)排空管應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a) 排空管直徑不得小于瓦斯泵出、入口的主管直徑；b) 為防止雨水或其他雜物進(jìn)入排空管，其上端孔口應(yīng)設(shè)防護(hù)罩；c) 排空管周圍不允許有易燃物；d) 排空管的高度需超過泵房屋頂3m以上，與泵房墻壁距離一般不超過5m。第六章 瓦斯抽放泵站第一節(jié) 抽放泵站1. 移動抽放泵站移動抽放泵站設(shè)在井底車場與回風(fēng)聯(lián)絡(luò)石門之間的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，距回風(fēng)聯(lián)絡(luò)石門11m，靠近抽放地點(diǎn)，位于進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)。具體位置見抽放管路系統(tǒng)圖。移動抽放泵房硐室規(guī)格為:深寬高=4m3m。硐室必須使用不可燃材料支護(hù)。2. 固定抽放泵站根據(jù)礦井井口的具體位置，確定將固定抽放泵站設(shè)在與回風(fēng)井較近、地勢平坦的地段，其距離回風(fēng)井井口不超過100m。見抽放管路系統(tǒng)圖及抽放站場地布置圖。固定抽放泵站瓦斯泵房、配電室、值班室組成，具體布置見泵房平面圖。瓦斯泵房屬于有爆炸危險的甲類廠房，要求周圍50m范圍內(nèi)無居民，20m范圍內(nèi)無明火及易燃易爆炸物品，同時要用圍墻（或柵欄）圈定起來，防止閑雜人員進(jìn)入。要求采用不燃性材料建筑并且設(shè)計(jì)門窗作為泄壓，～。第二節(jié) 防避雷在地面泵房和排空管附近設(shè)置避雷裝置，并引下接地，達(dá)到防雷的目的。在瓦斯抽放站按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5005794，2000年版）設(shè)避雷線保護(hù)瓦斯排空管，在瓦斯抽放站房頂設(shè)置避雷帶防感應(yīng)雷，在變電所設(shè)工作接地，接地電阻＜4Ω；在瓦斯抽放站分別設(shè)防雷擊和防感應(yīng)雷接地，接地電阻均＜10Ω。地面瓦斯泵房按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5005794，2000年版）第3．2．1條，設(shè)架空避雷線防直擊雷。電桿、避雷線敷設(shè)見下圖要求。利用拉線作接地引下線并接地，接地電阻＜10Ω。按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5005794，2000年版）第3．2．2條建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風(fēng)管等金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上，接地電阻＜10Ω。由于設(shè)計(jì)的排空管高度不高，泵房面積小，也可以采用單針避雷器。由于礦區(qū)處于山區(qū)，雷害比較嚴(yán)重，所以避雷要注意以下幾點(diǎn)：1. 排空管應(yīng)高于房頂3m以上，排空管與避雷針距離小于5m；2. 避雷針接地電阻不得大與4Ω，達(dá)不到要求的要增加接地極；3. 瓦斯抽放泵房內(nèi)所有設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)接地，金屬走架線、水管等金屬物必須接地；4. 為防止井下瓦斯抽放管路帶電，瓦斯抽放管路也需接地；5. 瓦斯抽放供電采用四芯電纜，其中一芯接地。單針避雷器保護(hù)范圍計(jì)算如下：（h是避雷針的高度）。從針頂點(diǎn)向下作45176。斜線，構(gòu)成圓錐形的上半部，交點(diǎn)以下構(gòu)成圓錐形的下半部。在任一高度hx的xx平面上，保護(hù)半徑可由下式確定：當(dāng)hx≧h/2時，rx=（hhx）P式中 rx——在hx的高度上保護(hù)范圍的半徑，排空管與避雷針間距離小于5m； h——避雷針高度，m； hx——被保護(hù)物的高度，排空管取7m； P——修正系數(shù)，取1單支避雷針計(jì)算當(dāng)距排空管距離小于5m時，避雷針高度為14m足以滿足要求。如圖：第三節(jié) 供水移動抽放泵站供水直接用井下的防塵用水，要求供水壓力達(dá)到100kPa，該礦的靜壓防塵水壓力滿足要求。在有條件時，礦方應(yīng)考慮形成循環(huán)水供給。地面瓦斯泵房有三部分用水：瓦斯抽放泵循環(huán)冷卻用水、生活用水和消防用水。對泵供水有兩個作用，一個是使泵產(chǎn)生真空，另一個是冷卻軸承溫度。水環(huán)泵正常工作時必須供水，供水水流應(yīng)穩(wěn)定、持久。供水水質(zhì)應(yīng)為不含顆粒的清潔水（PH值6～8），若水質(zhì)不純（含有顆粒物），應(yīng)考慮在水流入口端加過濾裝置。地面瓦斯抽放系統(tǒng)一般都采用循環(huán)供水，和獨(dú)立加壓供水方式，設(shè)立高、低位水池。低位水池內(nèi)安裝水泵，利用水泵從低位水池向高位水池供水，高位水池再向瓦斯泵供靜壓水，而抽放瓦斯泵內(nèi)通過氣水分離器將水由排水管流入低位水池，形成循環(huán)水。汪家寨一煤礦根據(jù)實(shí)際選擇高于瓦斯泵10m左右（高位水池出水口至少比瓦斯泵入水口高）的位置設(shè)12m3鋼筋混凝土高位水池一座，在瓦斯泵房附近低于泵房平面設(shè)24 m3半地下式鋼筋混凝土低位水池一座，在瓦斯泵房內(nèi)或水池邊安設(shè)循環(huán)水泵2臺（一臺運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺備用）。補(bǔ)充水由生活用水，直接加入低位水池補(bǔ)充冷卻循環(huán)水。第四節(jié) 供電1. 供電原則瓦斯泵站供電管理，要求“三?！奔磳Ｓ米儔浩鳌Ｓ秒娎|、專用開關(guān)。根據(jù)目前礦井的供電情況，由地面變壓器對瓦斯抽放供電，電壓等級為380V，開關(guān)采用礦用防爆磁力啟動器，供電采用專用電纜。要求對瓦斯泵站供電的變壓器中性點(diǎn)不得接地。瓦斯泵所有供電設(shè)備都必須有保護(hù)接地，并有檢漏裝置。瓦斯泵站供電應(yīng)有雙回供電。2. 地面瓦斯泵站供電計(jì)算計(jì)算公式 Ig= ΣPeKx1000/（31/2Uecosφ）式中 Ig——通過電流，A； ΣPe——額定功率，kw； Ue——電壓，v； Kx——需用系數(shù)，；cosφ——電機(jī)的加權(quán)平均功率因素。汪家寨一煤礦供電電壓為380 v，通過計(jì)算，Ig=94A，選取25mm2三芯電纜，其長期允許負(fù)荷電流值為125A﹥94A，符合要求。