【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(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。直管段管路總阻力：H1==6940+3740=10680(Pa) （2）局部阻力抽放系統(tǒng)的局部阻力為：Hj=1068015%=1602(Pa)（3）抽放系統(tǒng)最大管網(wǎng)阻力抽放管路系統(tǒng)最大管網(wǎng)阻力為：HZ=10680+1602=11282(Pa) 瓦斯抽放泵選型 規(guī)定根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對瓦斯抽放設(shè)備有如下要求：：礦井抽放瓦斯設(shè)備的能力，應(yīng)滿足礦井抽放瓦斯期間或在抽放瓦斯設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)所達(dá)到的開采范圍的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且應(yīng)有不小于15%的富裕能力。礦井抽放系統(tǒng)的總阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計(jì)算，抽放瓦斯系統(tǒng)應(yīng)不出現(xiàn)正壓狀態(tài)。 選型原則根據(jù)以上規(guī)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(yù)計(jì)最大瓦斯抽出量的需求；⑵瓦斯泵的負(fù)壓能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；⑶具有良好的真空度；⑷抽放設(shè)備配備電機(jī)必須防爆。 計(jì)算方法⑴瓦斯泵流量計(jì)算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)年限之內(nèi)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?jié)舛龋?；η—瓦斯抽放泵的機(jī)械效率，；K—備用系數(shù)，K=。根據(jù)礦井抽放瓦斯期間最大純瓦斯抽放量和最低抽放瓦斯?jié)舛?5%，計(jì)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(jì)算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，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。 （614）式中 H—瓦斯抽放壓力，Pa；—井下負(fù)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(shù)，取K=；—井下負(fù)壓段管路摩擦阻力損失，Pa；—井下負(fù)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(fù)壓，Pa；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對于非卸壓煤層可取≥13kPa；對于卸壓煤層可取≥；對于采空區(qū)瓦斯抽放，孔口負(fù)壓不可太高，以免引起采空區(qū)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(jù)抽放管網(wǎng)最大阻力計(jì)算值，鉆場孔口要求的負(fù)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(chǎn)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(shù)，取K =。⑶瓦斯抽放泵真空度計(jì)算 （615）式中 —瓦斯抽放泵的真空度，%；—瓦斯抽放泵提供的最大負(fù)壓，Pa，其值可通過式（614）進(jìn)行計(jì)算。抽放瓦斯泵的真空度ηz= Hb/101300100%=%。 瓦斯泵類型目前國內(nèi)使用的瓦斯泵類型主要有：⑴離心式鼓風(fēng)機(jī)；⑵回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)(包括羅茨鼓風(fēng)機(jī)、葉式鼓風(fēng)機(jī)、滑板式壓氣機(jī)等)；⑶水環(huán)真空壓縮機(jī)；⑷往復(fù)式壓氣機(jī)(只用于地面正壓輸送瓦斯)。表63 各類瓦斯泵的特點(diǎn)及適用條件類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件離心式鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不易出故障；運(yùn)行平穩(wěn)，供氣均勻，便于維修，保養(yǎng)，使用壽命長；流量大，最大可達(dá)1200m3/min。工作效率低，兩臺并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，性能較差；相同的功率，流量，壓力與回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)相比。適用于瓦斯流量大(8001200m3/min)，負(fù)壓要求高(400050000Pa)的抽放瓦斯礦井；可作為正壓鼓風(fēng)輸往用戶，同時又可作為負(fù)壓抽出瓦斯?；剞D(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)流量不受阻力變化的明顯影響，接近一個常數(shù)；運(yùn)行穩(wěn)定，供氣均勻，效率高，便于保養(yǎng)；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(fù)雜，機(jī)械加工要求較高；運(yùn)轉(zhuǎn)中噪音大；壓力高時，漏氣大，磨損較嚴(yán)重；轉(zhuǎn)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(wěn)定的工藝過程；適用于瓦斯流量大(1600 m3/min)，負(fù)壓高(2000090000Pa)的抽放瓦斯礦井；空氣冷卻的鼓風(fēng)機(jī)適用于缺水的地方水環(huán)式真空壓縮機(jī)真空度高，且可正壓輸出；工作水不斷帶走氣體壓送時產(chǎn)生的熱量，泵題不會升溫，當(dāng)抽出瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限時，也沒有爆炸危險；結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，平穩(wěn)，供氣均勻；將負(fù)壓抽出和正壓輸出合二為一，一般不需另設(shè)正壓輸出設(shè)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(fù)壓抽放的礦井；適用于負(fù)壓抽出瓦斯；適用于瓦斯?jié)舛冉?jīng)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(fù)式壓氣機(jī)最大特點(diǎn)是加壓能力大，最大出口壓力可達(dá)800kPa；流量只與轉(zhuǎn)數(shù)成正比，而與壓力無直接關(guān)系機(jī)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(lián)桿裝置，不能直接與電動機(jī)連接，轉(zhuǎn)速低；活塞與氣缸經(jīng)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(fù)壓抽出瓦斯用根據(jù)抽放設(shè)備必須產(chǎn)生的流量、壓力、抽放設(shè)備可選用回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)和水環(huán)式真空泵兩種方案?；剞D(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓較高，運(yùn)行穩(wěn)定，供氣均勻。但運(yùn)行噪音大，壓力高時磨損嚴(yán)重，氣體漏損較大，因此不宜推薦。結(jié)合本礦井抽放煤層透氣性較差，抽放量不大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)推薦采用水環(huán)式真空泵作為本礦井瓦斯抽放設(shè)備，該方案的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，工作輪內(nèi)充滿水，起防爆阻焰作用，安全性高。對于水環(huán)式真空泵，可選用SK型和2BE型兩種泵，SK型水環(huán)式真空泵是目前效率較高的雙作用水環(huán)式真空泵，該設(shè)備具有運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，投資省等優(yōu)點(diǎn)，但需2臺泵并聯(lián)運(yùn)行，才能滿足礦井抽放要求，效率低，運(yùn)行費(fèi)用高，故不宜推薦。2BE1400型水環(huán)式真空泵，設(shè)備尺寸小，質(zhì)量輕、操作簡單，運(yùn)行平穩(wěn)，具有電耗小，總投資少等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，設(shè)計(jì)確定本采區(qū)瓦斯抽放設(shè)備選用2BE1405型水環(huán)式真空泵2臺，其中1臺工作，1臺備用。電動機(jī)選用YB型，660V，185kW隔爆三相異步電動機(jī)。 圖64 2BE1水環(huán)真空泵系列型譜圖 輔助設(shè)備抽放管路附屬裝置及設(shè)施安裝應(yīng)符合以下要求：——主管、分管、支管及其與鉆場連接處應(yīng)裝設(shè)瓦斯計(jì)量裝置；——抽放鉆場、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500m)應(yīng)設(shè)置放水器；——在抽放管路的適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置除渣裝置和測壓裝置；——抽放管路分岔處應(yīng)設(shè)置控制閥門，閥門規(guī)格應(yīng)與安裝地點(diǎn)的管徑相匹配；——地面主管上的閥門應(yīng)設(shè)置在地表下用不燃性材料砌成，不透水的觀察井內(nèi)，其間距為500m～1000m。――抽放管路應(yīng)保持一定的坡度，一般不小于1%。――在傾斜巷道中，管路應(yīng)設(shè)防滑卡，其間距可根據(jù)巷道坡度確定，對28○以下的斜巷，間距一般取15m20m。――抽放管路應(yīng)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(yīng)采取防雷措施。――抽放瓦斯管路必須進(jìn)行防腐處理，外部涂紅色以示區(qū)別。真空泵采用閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，設(shè)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(jī)房內(nèi)配備SDXQ3型3t手動單梁懸掛式起重機(jī)一臺。7 安全技術(shù)措施 抽放系統(tǒng)及井下移動抽放瓦斯泵站安全措施應(yīng)根據(jù)實(shí)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(tǒng)及井下移動抽放瓦斯泵站，應(yīng)遵從以下要求：――井下移動抽放瓦斯泵站應(yīng)安裝在抽放瓦斯地點(diǎn)附近的新鮮風(fēng)流中。抽出的瓦斯必須引排到地面、總回風(fēng)道或分區(qū)回風(fēng)道；已建永久抽放系統(tǒng)的礦井，移動泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放系統(tǒng)的管道內(nèi)，但必須使礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》第一百四十八條規(guī)定。――移動泵站抽出的瓦斯排至回風(fēng)道時，在抽放管路出口處必須采取安全措施，設(shè)置櫥欄、懸掛警戒牌。柵欄設(shè)置的位置，上風(fēng)側(cè)為管路出口外推5m，上下風(fēng)側(cè)柵欄間距不小于35m。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業(yè)。移動抽放泵站排到巷道內(nèi)的瓦斯，其濃度必須在30m以內(nèi)被混合到《煤礦安全規(guī)程》允許的限度以內(nèi)。柵欄處必須設(shè)警戒牌和瓦斯監(jiān)測裝置，巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸迗缶瘯r，應(yīng)斷電、停止抽放瓦斯、進(jìn)行處理。監(jiān)測傳感器的位置設(shè)在柵欄外1m以內(nèi)。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業(yè)。――井下移動瓦斯抽放泵站必須實(shí)行“三?！惫╇?，即專用變壓器、專用開關(guān)、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(yīng)遵從以下要求：――在一個抽放站內(nèi)，抽放瓦斯泵及附屬設(shè)備只有一套工作時，應(yīng)備用一套；兩套或兩套以上工作時，其備用量可按工作數(shù)量的60%計(jì)。鉆機(jī)備用量按工作臺數(shù)的60%計(jì)；――抽放站位置應(yīng)設(shè)在不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶，應(yīng)避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等；宜設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，站房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m；――站房及站房周圍20m范圍內(nèi)禁止有明火；——站房應(yīng)建在靠近公路和有水源的地方；——站房應(yīng)考慮進(jìn)出管敷設(shè)方便：有利瓦斯輸送，并盡可能留有擴(kuò)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(shè)置柵欄或圍墻；――站房附近管道應(yīng)設(shè)置放水器及防爆、防回火、防回水裝置，設(shè)置放空管及壓力、流量、濃度測量裝置，并應(yīng)設(shè)置采樣孔、閥門等附屬裝置。放空管設(shè)置在泵的進(jìn)、出口，管徑應(yīng)大于或等于泵的進(jìn)、出口直徑，放空管的管口要高出泵房房頂3m以上。――泵房內(nèi)電氣設(shè)備、照明和其它電氣、檢測儀表均應(yīng)采用礦用防爆型；――站房必須有直通礦調(diào)度室的電話；――抽放站應(yīng)有供水系統(tǒng)。站房設(shè)備冷卻水一般采用閉路循環(huán)。給水管路及水池容積均應(yīng)考慮消防水量。污水應(yīng)設(shè)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(zāi)、防洪澇、防凍措施。――必須有抽放瓦斯?jié)舛纫?guī)定及在規(guī)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(xué)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(yè)設(shè)計(jì)真正考驗(yàn)一個人的所學(xué)和意志品質(zhì)。它是大學(xué)四年所學(xué)知識的一次大檢閱，對即將走上工作崗位的畢業(yè)生來說，不單是考驗(yàn)個人動腦動手能力，更是模擬現(xiàn)場工程技術(shù)人員運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的一次鍛煉，即使平時學(xué)的相當(dāng)扎實(shí)認(rèn)真，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)行中也遇到了幾乎難以逾越的障礙和困難。這要求畢業(yè)生還要深化學(xué)習(xí)，因?yàn)槊旱V安全實(shí)際要求工程技術(shù)人員是多面手，應(yīng)該有全面而細(xì)致的知識系統(tǒng)。困難已經(jīng)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(yè)設(shè)計(jì)也考驗(yàn)著一個人的意志品質(zhì)。確定方案，計(jì)算數(shù)據(jù)，選型驗(yàn)算，繪制大圖，對一個只是念過課本還未接觸過實(shí)際問題的學(xué)子來說，是何其繁瑣和艱難，沒有一點(diǎn)毅力前進(jìn)，真是不行。然而正是這兩點(diǎn)才造就了千百萬扎扎實(shí)實(shí)、兢兢業(yè)業(yè)的工程技術(shù)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(xué)習(xí)。只有在用中學(xué)，才是有所學(xué)乃至以后有所成。畢業(yè)設(shè)計(jì)不亞于以往任何形式的學(xué)習(xí)、實(shí)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(shè)計(jì)中給予我指導(dǎo)的王登科老師以及溫志輝老師，感謝幫助我的各位同學(xué)，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(shè)計(jì)。不僅如此，我還要感謝四年來所有教育關(guān)心我的各位領(lǐng)導(dǎo)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(chuàng)造人生輝煌。參考文獻(xiàn)[1] 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