【正文】 ， 二水平 服務(wù)年限 。 考慮 到 抽放瓦斯系統(tǒng)的服務(wù)年限，本次設(shè)計(jì)的抽放瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)只服務(wù)到一 22 水平 ， 故管網(wǎng)阻力計(jì)算到一水平最困難時(shí)期 。 按照烏東礦 抽放瓦斯系統(tǒng)管網(wǎng)路徑 ，各分段管道長(zhǎng)度按如下長(zhǎng)度計(jì)算分段阻力 ： 工作面 抽放瓦斯管道長(zhǎng)度：取 3000m 一水平 回風(fēng) 上山 抽放瓦斯管道長(zhǎng)度： 300m 一水平回風(fēng)石門(mén)抽放瓦斯管道長(zhǎng)度： 140m 回風(fēng) 立 井 抽放瓦斯管道長(zhǎng)度： 163m 地面和 抽放 瓦斯 泵站 內(nèi)抽放瓦斯管道長(zhǎng)度： 500m （ 1）摩擦阻力（ Hm） 52m DK LQ9 . 8 1H ? ???? ? （ 52） 式中： Hm— 管路摩擦阻力， Pa； L— 管路長(zhǎng)度， m； Q— 抽放管內(nèi)混合瓦斯流量， m3/h； γ— 混合瓦斯對(duì)空氣的密度比； K— 與管徑有關(guān)的系數(shù)； D— 抽放管內(nèi)徑， cm。 （ 2）局部阻力計(jì) 算（ Hj） 局部阻力按摩擦 阻力的 15%計(jì)算，即 Hj=， Pa。 抽放管線阻力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 52 所示。 表 52 抽放管線阻力計(jì)算結(jié)果 抽放管類 別 Q （ m3/h） γ L （ m） K D （ cm） Hm （ Pa） HJ （ Pa） 主管 29142 1103 120 支管 7542 3000 60 小計(jì) 總計(jì) 礦井抽放系統(tǒng)管網(wǎng)總阻力為 。 瓦斯抽放泵選型 瓦斯抽放泵的選型原則 （ 1）泵的流量應(yīng)滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)期間可能達(dá)到的最大瓦斯抽放量； 23 （ 2）泵的壓力 能克服最困難路線管網(wǎng)阻力，使抽放鉆孔達(dá)到足夠負(fù)壓，并滿足抽放泵出口正壓需求； （ 3）瓦斯抽放泵要具備良好的氣密性； （ 4）抽放設(shè)備配套電機(jī)必須防爆。 瓦斯抽放泵流量的計(jì)算 瓦斯抽放泵的流量用下式計(jì)算： 式中： Q—瓦斯抽放泵所需額定流量， m3/min； Qz—礦井抽放系統(tǒng)最大瓦斯純量， m3/min； X—礦井抽放瓦斯?jié)舛龋?12， %； K—備用系數(shù)，取 ； η—抽放泵機(jī)械效率，取 80%。 按上式計(jì)算的 北采區(qū) 瓦斯泵所需的流量 為： Q=789m3/min 瓦斯抽放泵壓力的計(jì)算 瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從抽放鉆孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵，再到釋放點(diǎn)所產(chǎn)生的全部阻力損失，即： ? ?正孔總泵 HHHKH ??? 式中 ： 泵H — 瓦斯抽放泵的壓力， Pa； 總H — 抽放系統(tǒng)管網(wǎng)總阻力， Pa； 泵H — 抽放鉆孔所需負(fù)壓，本煤層預(yù)抽取 15000Pa，采空區(qū)抽放取 10000Pa； 正H — 瓦斯泵出口正壓，取 5000Pa； K — 壓力備用系數(shù)，取 K=。 按上式計(jì)算抽放瓦斯泵的最大壓力： ?? ??? X KQ100Q Z 24 高負(fù)壓抽放系統(tǒng)： ? ? PaH 2 8 4 6 5 . ?????泵 瓦斯泵的真空度計(jì)算 % ????? 泵Hi 抽放泵選型 根據(jù)抽放泵的選型原則和前面計(jì)算的瓦斯泵所需抽放流量（ 泵Q ） 、 泵壓力（ 泵H ）和真空度（ i），選擇水環(huán)式 真空泵。 按上述計(jì)算結(jié)果，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下， 抽放系統(tǒng) 抽放瓦斯泵所需流量 泵Q =789m3/min，考慮到抽放瓦斯泵吸氣端是在負(fù)壓狀態(tài)下， 需將 抽放管路內(nèi)實(shí)際流過(guò)的瓦斯量換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 流量，按照氣體壓力與流量的變化關(guān)系換算為： 抽放瓦斯系統(tǒng)抽放瓦斯泵 在 PaH ?泵 ，真空度 28%的條件下， 抽放瓦斯泵抽放量大于 1096m3/min； 根據(jù)計(jì)算出抽放瓦斯泵所需的流量， 選擇 淄博水環(huán)真空泵廠有限公司 （供參考）生產(chǎn)的 2BEC110 礦用瓦斯抽放泵 ，共兩套系統(tǒng) ，每套 各 2 臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 水環(huán)式真空泵性能規(guī)格見(jiàn)表 53。 表 53 水環(huán)式真空泵性能規(guī)格表 型 號(hào) 抽氣量 (m3/min) 最大軸功率 （ kw） 轉(zhuǎn) 速 (r/min) 備注 2BEC110 1110 1300 170 水環(huán)式真空泵的配套防爆電機(jī)工作電壓為 10kV、 配套電機(jī)的功率、減速器型號(hào)由供應(yīng)商確定。 管路敷設(shè)要求 ⑴ 井下管路 煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤(rùn)易銹蝕等，為此對(duì)煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設(shè)有如下要求： ① 瓦斯 管路 鋼管部分 應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施； ② 管路底部應(yīng)墊木墊，墊起高度不低于 30cm，以防止底鼓損壞管路； 25 ③ 傾斜巷道的瓦斯管路，應(yīng)用卡子將管道固定在巷道支護(hù)上，以免下滑； ④ 管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎； ⑤ 主要運(yùn)輸巷道中的瓦斯管路架設(shè)高度不小于 ； ⑥ 管路敷設(shè)時(shí)，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低洼處需安裝放水器； ⑦ 新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。 ⑵ 地面管路 地面管路敷設(shè)除要符合井下管路的有關(guān)要求外，尚需符合下列要求： ① 冬季寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施； ② 瓦斯管路不 宜沿車輛來(lái)往繁忙的主要交通干線敷設(shè)； ③ 瓦斯管路不允許與自來(lái)水管、暖氣管、下水道管、動(dòng)力電纜、照明電纜和電話電纜等敷設(shè)于一個(gè)地溝內(nèi)； ④ 在空曠地帶敷設(shè)瓦斯管路時(shí)，應(yīng)考慮到未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃和建筑物的布置情況； ⑤ 瓦斯主管距建筑物的距離大于 5m，距動(dòng)力電纜大于 1m，距水管和排水溝大于，距鐵路大于 4m，距木電線桿大于 2m； ⑥ 瓦斯管路與其它建筑物相交時(shí)，其垂直距離大于 ，與動(dòng)力、照明電纜及電話線大于 且距相交構(gòu)筑物 2m 范圍內(nèi)，管路不準(zhǔn)有接頭和布置管件； ⑦ 瓦斯管不準(zhǔn)在地下穿過(guò)房屋和 其它建筑物，以及同其它建筑物位于同一平面位置，即上下重疊； ⑧ 瓦斯管不準(zhǔn)穿過(guò)其它管路，確需穿過(guò)，應(yīng)加套管。 管路安裝 ⑴ 地面管路安裝 烏東 煤礦 北采區(qū) 抽放瓦斯泵房位于 立 風(fēng)井 廣場(chǎng) 附近 ， 地面管路 安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式，每 6m 設(shè)一個(gè)地面管路支架。 管道安裝流水坡度取 3‰ 。 抽放瓦斯泵房?jī)?nèi)管路安裝詳見(jiàn)附圖 C100329901 和 C100329902。 ⑵ 井下管路安裝 ① 立風(fēng)井內(nèi)的瓦斯抽放主管，采用沿梯子間托梁托掛敷設(shè) ，由于立風(fēng)井施工完畢，通風(fēng)系統(tǒng)形成，無(wú)法進(jìn)行井下焊接 作業(yè)，故管路鏈接全部采用法蘭盤(pán)鏈接 。管路用托梁支撐，托架采用 40＃ 工字梁，每隔 50m 設(shè)一托梁，每隔 5m 用管箍固定在導(dǎo)向梁上。 26 ② 回風(fēng)上 、下 山內(nèi)管路安裝 采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)，管路用 鋼制支架支撐 ，管路距側(cè)幫 ，每隔 4m 設(shè)一個(gè) ，每隔 12m 設(shè)一個(gè)防滑支撐墩并用一個(gè)半圓卡固定管路，以防止管路滑動(dòng)。 ③ 回風(fēng)大 巷內(nèi) 及工作面順槽 管路安裝 采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)，管路用 制支架支撐 ，管路距側(cè)幫 ，每隔 4m 設(shè)一個(gè)墩。⑶ 管道 、管道支架 及法蘭、 彎頭等鋼制管道附件防腐、防銹 表面進(jìn)行噴砂除銹，達(dá) 到我國(guó)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》 Sa2 級(jí)，噴涂環(huán)氧富鋅底漆兩遍，噴涂丙稀酸聚胺脂面漆兩遍，漆膜厚度 δ200μm。 抽采 瓦斯管路進(jìn)行防腐處理后，應(yīng)在外部涂紅色以示區(qū)別。 ⑷ 管路防 凍 由于 本地區(qū) 冬季的最低氣溫可達(dá) ℃ ， 地面抽放瓦斯 管路需采取防凍措施。 施工方法：敷設(shè) 40mm 厚的管道保溫層（ 可采用 聚氨酯泡沫塑料），用鍍鋅鐵絲捆扎；最外面用鍍鋅薄鋼板包裹。 附屬裝置 ⑴ 閥門(mén)：在瓦斯 抽采 管路（主 、 支管） 的分岔處 和 抽采 管路與鉆孔 的連接處，均需安設(shè)閥門(mén)，主要用于調(diào)節(jié)與控制各個(gè)獨(dú)立瓦斯 抽采 地 點(diǎn)的 抽采 負(fù)壓、瓦斯?jié)舛取?抽采量等，同時(shí)修理和更換瓦斯管時(shí)可關(guān)閉閥門(mén)切斷回路。設(shè)計(jì)選用的閥門(mén)為截止閥 ，閥門(mén)規(guī)格應(yīng)與安裝地點(diǎn)的管徑相匹配 。 ⑵ 在主、干、支管以及鉆孔連接裝置上均應(yīng)設(shè)置測(cè)壓嘴，以便經(jīng)常觀測(cè) 抽采 管內(nèi)的壓力和濃度。測(cè)壓嘴高度設(shè)計(jì)為 80mm，選用內(nèi)徑 6mm 的紫銅管，在安裝管路之前預(yù)先焊上，平時(shí)用密封罩罩住或用細(xì)膠管套緊捆死，以防漏氣。 測(cè)壓嘴還可作為取氣樣孔，取出的氣體可用于進(jìn)行氣體成份分析。 ⑶ 計(jì)量裝置 瓦斯流量是瓦斯 抽采 工作中的一個(gè)重要參數(shù)，只有準(zhǔn)確 地 測(cè)定它才能真實(shí)地反映 出瓦斯 抽采 效果。目前瓦斯 流量 的 計(jì)量方法種類很多，應(yīng)用條件也各不相同。本設(shè)計(jì) 中大部分管路 選用孔板流量計(jì)作為 瓦斯流量 計(jì)量裝備，計(jì)量裝置 的 安裝詳 見(jiàn)圖 51。安裝與使用要求如下： 27 ① 安裝孔板時(shí)，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 應(yīng)小于 1～ 2%； ② 孔板前（按氣流方向，下同） 1D（管徑）和孔板后 處預(yù)先焊接兩個(gè)測(cè)壓嘴，直徑 6mm、 高度 80mm，材料為紫銅管； ③ 安裝孔板的管道內(nèi)壁，在孔板前邊 1D 的范圍內(nèi)，不應(yīng)有凸凹不平、焊縫和墊片等； ④ 在孔板流量計(jì)前端的管道直線段長(zhǎng)度不小于 10D，后端的直線段長(zhǎng)度不小于 5D； ⑤ 要經(jīng)常清洗孔板前后的積水和污物，孔板銹蝕要及時(shí)更換； ⑥ 瓦斯 抽采 量有較大變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)流量大小更換相應(yīng)的孔板。 ⑦ 孔板使用 1 年后，要對(duì)孔板進(jìn)行校正，以減小計(jì)量誤差。 圖 51 孔板流量計(jì)安裝圖 ⑷ 鉆孔連接方式 鉆孔與管路的連接裝置包括 ： 彎管、自動(dòng)放水器、孔板流量計(jì)和 鋼絲骨架 膠管等?；夭晒ぷ髅骖A(yù)抽鉆孔 和 邊掘邊抽鉆孔，利用膠管連接，膠管的一端連接到鉆孔封孔管上，另一端用連接匯總管與瓦斯 抽采 管 路 連接起來(lái) ， 構(gòu)成 抽采 系統(tǒng) 。 ⑸ 放水裝置 本礦瓦斯 抽采 方法主要采用本煤層和采空區(qū)瓦斯 抽采 ， 抽采 管路內(nèi)涌水量較多，在抽采 鉆場(chǎng)、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當(dāng)距離 （ 間距一般為 200m～ 300m，最大不超過(guò) 500m） 應(yīng)設(shè)置放水器 。設(shè)計(jì)的放水裝置全部選用自動(dòng)放水器，礦方也可自己加工人工放水器。 自動(dòng)放水器和人工放水器安裝見(jiàn)圖 52。 28 負(fù)壓自動(dòng)放水器人工放水器正壓自動(dòng)放水器 圖 52 放水器安裝示意圖 ⑹ 在 抽采 管路的適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置除渣裝置 ， 將 瓦斯抽采 管路內(nèi)煤粉等雜物排掉，防止進(jìn)入 瓦斯抽采 泵內(nèi)損壞真空泵的葉片。 礦井 抽 放瓦斯 系統(tǒng) 主要附屬設(shè)施 抽放瓦斯管路系統(tǒng)除應(yīng)配置控制閥門(mén)、測(cè)壓嘴、孔板流量計(jì)和負(fù)壓放水器等附屬設(shè)施外，還應(yīng)配置下列附屬設(shè)施： ① 瓦斯泵的進(jìn)、出氣端的管道上，均設(shè)置防回火裝置與水封式防爆器。 ② 泵站的進(jìn)、出氣端設(shè)置放空管 。 ③ 放管路低洼處要安裝放水器。 ④ 在泵房?jī)?nèi)抽放管路上（進(jìn)、入口）配置控制閥門(mén)、測(cè)壓嘴、孔板流量計(jì)，對(duì)抽放瓦斯系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量和測(cè)定。 ⑤ 泵房和放空管附近設(shè)置避雷裝置。 ⑥ 抽放瓦斯泵房?jī)?nèi)采用 6 臺(tái) 自吸水泵 ，其中 4 臺(tái) 給水環(huán)式真空泵供應(yīng)工作用水和冷卻水環(huán)式真空泵的軸溫， 2 臺(tái) 給冷卻塔送水 。 ⑦ 泵房?jī)?nèi)除配 置 U 型管水柱計(jì)、 U 型管汞柱計(jì)、瓦斯檢定器、氣壓計(jì)等檢測(cè)儀表外，還應(yīng)配備瓦斯抽放泵站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，設(shè)立監(jiān)測(cè)分站，對(duì)瓦斯抽放真空泵的供水、抽放泵的軸溫進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)抽放瓦斯?jié)舛?、?fù)壓和流量等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，瓦斯抽放泵站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝由提供礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廠家提供設(shè)計(jì)。 ⑧ 泵房?jī)?nèi)設(shè)置防爆照明燈和按鈕。 ⑨ 泵房?jī)?nèi)配置砂箱、滅火器和其它滅火工具。 29 6 瓦斯抽放泵站 6. 1 瓦斯 抽放站場(chǎng)地平面布置 瓦斯 抽放 站 場(chǎng)地的布置原則應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家所頒布 的 相關(guān)法律、法規(guī)執(zhí) 行，不占用良田，有效利用現(xiàn)有的場(chǎng)地，平面布置整齊、合理，便于安裝與維修。 抽放泵站位置選擇 瓦斯泵房屬有爆炸危險(xiǎn)的廠房，要求周圍 50m 范圍內(nèi)無(wú)居民，遠(yuǎn)離井口， 20m 范圍內(nèi)無(wú)明火，同時(shí)，應(yīng)選擇交通便利，地勢(shì)平坦的開(kāi)闊地，有利于建筑物施工 、 抽放管路和電纜敷設(shè)。從利用角度考慮，距離工業(yè)區(qū)不能太遠(yuǎn)，以減少利用成本。 根據(jù)烏東煤礦的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察和征求礦方的意見(jiàn)，地面抽放瓦斯泵房布置在立風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)附近， 瓦斯抽放泵站長(zhǎng) 100m、寬 80m，總 占地面積 ： 8000m2。 泵站結(jié)構(gòu) 抽放 泵 站 為 框排架 結(jié)構(gòu)，按照不同的功能 分 又 兩部分建設(shè)，泵房 建筑高度為 ，總長(zhǎng)度為 51m，寬度為 27m，分真空泵間、管道間，輔助建筑為 配電室、值班室、水泵間 ， 建筑高度為 6m， 總長(zhǎng)度為 33m，寬度為 10m。 抽放瓦斯泵房設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖 3。 瓦斯抽放泵站建筑及環(huán)境保護(hù) 場(chǎng)地基礎(chǔ)資料 場(chǎng)地內(nèi)所有建筑物及構(gòu)筑物均按地震裂度 8 度計(jì)算 ，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為。 建筑物和構(gòu)筑物建設(shè) 抽放站是有爆炸危險(xiǎn)性的甲類廠房，設(shè)計(jì)考慮門(mén)窗作為泄壓面積，泄壓面積與廠房體積比應(yīng)在 ~ 之間，抽放站內(nèi)的建筑物和構(gòu)筑物須選用不燃性材料建設(shè)，采用磚混結(jié)構(gòu)。 瓦斯抽放泵、配套電機(jī)、電機(jī)減速器、氣