【正文】 通稱管徑（mm）7080100125150150以上K值為了保證選用的瓦斯抽放泵能滿足抽放系統(tǒng)最困難時期所需抽放負壓，應根據(jù)礦井各生產(chǎn)時期瓦斯抽放系統(tǒng)中管路最長、流量最大、阻力最高的抽放管線來計算礦井抽放系統(tǒng)總阻力。根據(jù)礦井采掘接替安排，計算礦井生產(chǎn)時期的瓦斯抽放系統(tǒng)最大阻力，確定的瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管線如下：天禹煤礦：地面抽放泵站主管(長度為150m) →風井主管(長度為860m) →轉(zhuǎn)載巷 (長度為110m) →皮帶下山(長度為210m)→工作面抽放支管(長度為230m)。天禹煤礦前期最困難抽放管線阻力計算結(jié)果見表44：表44 瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管網(wǎng)阻力計算結(jié)果 抽放管類別Q（m3/min）γL（m）KD（cm）Hm（Pa）主管1251010主管225320支管20230169合計(2) 局部阻力（Hj）計算管路局部阻力損失按直管阻力損失的15%計算，則抽放管路系統(tǒng)的局部阻力損失為： Hj = (43)(3) 總阻力（H）計算H =Hm + Hj= Hm = 管路連接與敷設要求（1）管路連接要求 ①抽放管路6m一根，加膠墊法蘭連接； ②管路連接必須可靠，氣密性好，不漏氣； ③在巷道轉(zhuǎn)彎處，可用與干管直徑匹配的橡膠軟管連接，或加工專用的彎管連接，角度不小于90176。； ④管徑要統(tǒng)一，變徑時須設過渡節(jié)。 （2）管路敷設要求 ①瓦斯管路必須進行防腐處理，外部涂紅色以示區(qū)別； ②管路必須與電纜分開敷設，安裝管路的一側(cè)不得有電纜和其它帶電體； ③管路敷設要求平直，避免急彎； ④抽放鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當距離（間距一般為200m~300m，最大不超過500m）應設置放水器； ⑤管路底部應墊木墊，墊起高度不小于30cm，以防底鼓損壞管路； ⑥傾斜巷道的瓦斯管路，應用卡子將管子固定在巷道支護上，以免下滑，在傾角28176。以下的巷道中，一般應每隔15~20m設一個卡子固定； ⑦管路吊掛穩(wěn)定牢固； ⑧在管路的最末端安裝擋板，將管路密封。 鉆孔與抽放管路連接鉆孔抽放管通過連接膠管與抽放管路連接，連接方式如圖41所示。圖41 鉆孔與抽放管路的連接1—煤層；2—鉆孔抽放管；3—封孔材料；4—連接膠管5—取樣裝置；6—控制閥門；7—連接短節(jié)；8—主管各連接部件的規(guī)格如下：（1）鉆孔抽放管2，為外徑42mm、長度6m的抗靜電阻燃膠管；（2）連接膠管4，為內(nèi)徑38mm的夾布吸水膠管，長度根據(jù)需要而定；3cm32110cm5cm10cm圖42 取樣裝置結(jié)構(gòu)圖1—阻燃白膠管；2—紫銅管；3—細阻燃膠管膠管（3）取樣裝置5，由阻燃白膠管紫銅管2和細阻燃膠管3組成，其結(jié)構(gòu)如圖42所示；阻燃白膠管外徑42mm、長度250mm；紫銅管內(nèi)徑4mm，高度30mm；細膠管內(nèi)徑4mm，長度100～150mm；（4）控制閥門6，為公稱直徑40mm的截止閥；（5）連接短節(jié)7，其結(jié)構(gòu)如圖43所示；1000mm12圖43 連接短節(jié)結(jié)構(gòu)圖1—抽放管；2—控制閥門 抽放管路附屬裝置為了掌握各抽放地點的瓦斯涌出量, 瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r, 便于調(diào)節(jié)管路系統(tǒng)內(nèi)的負壓和流量, 在管路上應安裝閥門、流量計和放水器等附件。 （1）閥門 瓦斯抽放管路和鉆場連接管上均應安裝閥門, 主要用來調(diào)節(jié)和控制各抽放點的抽放量, 抽放濃度和抽放負壓等。 （2）放水器 在抽放管路系統(tǒng)最低點安裝人工或自動放水器, 及時放空抽放管路中的積水, 提高系統(tǒng)的抽放效率， 在排氣端低凹處安裝正壓放水器。 為減少瓦斯抽放成本,采用人工放水器(如圖44, 圖45)。 也可以使用負壓自動放水器。 鋼管； 2閘閥圖44 人工負壓放水器(也可以作正壓放水器用)圖45高負壓人工放水器安裝示意圖(a) 臥式 (b) 立式1–瓦斯管路。 2–放水器閥門。 3–空器入口閥門；4–放水閥門。 5–放水器。 6法蘭盤（3）除渣器在抽放源頭附近，如回采工作面、掘進工作面入口處應安裝除渣器，以清除高負所帶入管道內(nèi)的粉塵雜物等殘渣。（4）計量裝置及抽放參數(shù)測定 在井下與主管道匯合的各抽放支管處各安裝一套WYS型管道氣體參數(shù)監(jiān)測儀, 計量各支管的瓦斯流量。在抽放系統(tǒng)的主管道上安裝一套WYS型管道氣體參數(shù)監(jiān)測儀,計量整個抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量，應用便攜式孔板流量計測定單孔瓦斯流量。 也可以使用孔板流量計來測定管道中氣體的流量。在使用孔板流量計時要注意孔板與瓦斯管道的同心度, 不能裝偏。在鉆場內(nèi)使用孔板流量計時, 應保證孔板前后各1m段平直, 不要有閥門和變徑管， 在抽放瓦斯管末端安裝孔板流量計時, 應保證孔板前后各5m段平直, 不要有閥門和變徑管。推薦選用FKL 型徑距取壓法孔板流量計，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，測量精度高。 FKL 型孔板流量計主要由孔板，鋼管，法蘭盤，橡膠墊圈及測量嘴等部件組成。FKL 型孔板流量計各部件安裝結(jié)構(gòu)如圖46所示。測定孔板兩端的壓差可采用傾斜水柱計, 測定抽放管路中的抽放負壓可采用水銀計, 抽放管路中的瓦斯?jié)舛瓤刹捎秘搲何鼩馔埠透邼舛韧咚箼z定器。孔板流量計兩側(cè)的測壓孔使用膠管分別與U形壓差計(煤礦自備,長800mm)連接， 根據(jù)水銀壓差計測定的負壓, 壓差和高濃度瓦斯檢測儀監(jiān)測的抽放管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛染涂梢酝ㄟ^公式來計算瓦斯抽放量，通過估算抽放瓦斯量和水柱壓差?h值的測量范圍,合理選擇孔板直徑的大小，一般孔板壓差?h值測量范圍應在100～1000Pa。圖46孔板流量計安裝結(jié)構(gòu)圖1—孔板, 2—橡膠墊圈, 3—法蘭盤, 4—測量嘴, 5—鋼管 除孔板流量計外, 也可以使用煤氣表或瓦斯抽放管道監(jiān)測系統(tǒng)作為流量測量裝置，煤氣表的量程應根據(jù)預計的單孔瓦斯流量確定。, 其最大允許的瓦斯流量為66L/min, 最小流量在1L/min以下。 測定單孔流量也可以使用WYS便攜式瓦斯流量計，WYS型便攜式瓦斯抽放多參數(shù)測定儀是用于管徑D≤100mm瓦斯抽放管道參數(shù)測定的智能化測量儀表, 特別適用于鉆場單個鉆孔封孔前, 封口后的參數(shù)測定，是一種便攜式礦用本質(zhì)安全型儀器, 防爆標志為ibl(177。150186。C), 可測定的參數(shù)包括氣體流量,瓦斯?jié)舛群凸艿镭搲海瑫r可測定抽放管道的瓦斯混合流量和純甲烷流量，測定的所有數(shù)據(jù)都可以儲存, 顯示和打印。儀器具有掉電自動保護功能以及電源欠壓提示功能，儀器數(shù)據(jù)儲存量大, 可存儲綜合測定數(shù)據(jù)100組，單參數(shù)據(jù)300組。儀器的主要特點是: 1)儀器本身自帶渦街量傳感器, 自成一體, 無需另外配備孔板, 均速管道或皮托管, 流量系數(shù)直接固化在軟件中, 用戶無法改變, 這可避免因輸錯系數(shù)而造成測定數(shù)據(jù)不準確的問題； 2)使用方便。 用戶只需要軟管與儀器連接好既可進行測量工作； 3)阻力損失小, 對氣體流場影響小； 4).穩(wěn)定可靠, 測量精度高。5 地面抽放泵選型及泵站布置 抽放泵的選型一般情況下，要選擇抽放泵，首先要選型，然后是選擇容量和壓力。需結(jié)合本礦井的具體條件，并結(jié)合各種類型抽放泵的特性、優(yōu)缺點及其適用條件來選擇適合本礦井的瓦斯泵類型。 抽放泵的類型確定（1）抽放泵的選型原則①抽放泵的流量必須滿足礦井抽放期間預計最大瓦斯抽放量的要求；②在抽放期間，抽放泵的負壓必須能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；③抽放泵要具有良好的氣密性。（2）抽放泵的選型依據(jù)①抽放管路所經(jīng)過的巷道系統(tǒng)圖，并標明巷道長度；②預計的礦井抽放瓦斯總量和各個分區(qū)的抽放瓦斯量（純瓦斯）；③預計的礦井和各個分區(qū)的抽放濃度；④瓦斯綜合利用的特殊要求等。（3）抽放泵類型確定目前國內(nèi)使用的抽放泵大致分為三類：①水環(huán)式真空泵，②離心式鼓風機，③回轉(zhuǎn)式鼓風機。天禹煤礦煤層透氣性較差、抽放量不穩(wěn)定，考慮到低瓦斯?jié)舛葧r的安全性，采用水環(huán)式真空泵作為瓦斯抽放泵。該方案的優(yōu)點是：設備結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，工作輪內(nèi)充滿水，起防爆、阻焰作用，安全性高。 抽放泵的容量計算礦井瓦斯泵容量的計算，包括兩項內(nèi)容：一是流量的計算，二是壓力的計算。根據(jù)計算出來的流量和壓力，可選擇所需要的瓦斯泵。（1）抽放泵流量計算根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ10272006），在計算抽放泵流量時，瓦斯泵流量可按下式計算： （51）式中：——瓦斯泵的額定流量，m3/min；——礦井最大瓦斯抽放總量，m3/min；——瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋?； ——瓦斯泵的機械效率；——瓦斯抽放的綜合系數(shù)，取=。根據(jù)天禹煤礦抽放規(guī)模規(guī)劃，整個礦井的混合抽放量為25m3/min，混合瓦斯?jié)舛?0%，礦井純瓦斯抽放流量5m3/min，則地面泵站的瓦斯抽放泵的流量=。（2）抽放泵壓力計算瓦斯泵壓力, 必須能克服抽放管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力損失和保證鉆孔有足夠的負壓, 以及能滿足泵出口正壓之需求。根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ10272006），在計算抽放泵壓力時，瓦斯泵壓力可按下式計算：H＝(H入十H出)K＝[(h入摩十h入局十h鉆負)十(h出摩十h出局十h出正)]K＝(h摩十h局十h鉆負十h出正)K （52）式中：H——瓦斯泵的壓力，Pa；H入——井下負壓段管路全部阻力損失，Pa；H出——井上正壓段管路全部阻力損失，Pa；K2——備用系數(shù)，取K＝；h入摩——井下負壓段管路摩擦阻力損失，Pa；h入局——井下負壓段管路局部阻力損失，Pa；h鉆負——井下抽放鉆場或鉆孔孔口必須造成的負壓，Pa；h出摩——井上正壓段管路摩擦阻力損失，Pa；h出局——井上正壓段管路局部阻力損失，Pa；h出正——用戶在瓦斯出口所需的正壓，Pa，考慮今后瓦斯抽放利用的需要，取=3000Pa；h摩——井上、下管路最大總摩擦阻力損失，Pa；h局——井上、下管路最大總局部阻力損失，Pa。根據(jù)預計的抽放量和管路直徑，礦井抽放管路系統(tǒng)各部分的阻力如下：h入摩=，h入局=，h鉆負=15000Pa，h出摩=200Pa，h出局=30Pa，h出正=3000Pa。取K=，經(jīng)計算，地面抽放泵壓力H=。 抽放泵選型依據(jù)計算的抽放泵流量和壓力，選取2BEC42型水環(huán)真空泵兩臺，氣水分離器為配套設備，配套電機功率為200kW，額定流量155m3/min。 瓦斯抽放泵站的布置瓦斯抽放泵站滿足如下要求：1)泵站最好設在回風井工業(yè)廣場內(nèi)，站房距井口和主要建筑物以及居民點不得小于50m，并用柵欄或圍墻保護起來。2)泵房內(nèi)和泵房周圍20m以內(nèi)禁止有明火。3)泵站位置應考慮到便于利用瓦斯和敷設管路。4)泵站應選在運輸、供水和供電方便的地點。天禹煤礦地面抽放泵站建設在回風井工業(yè)廣場，該點距離井口和主要建筑物有50多米，滿足相關(guān)規(guī)范的要求。地面瓦斯抽放泵房管路系統(tǒng)及其附屬設施布置見圖51。抽放泵房平面尺寸為長約20m，寬約8m。抽放泵房里面只有瓦斯抽放泵，配電室、值班室、水池使用東井現(xiàn)有閑置建筑物。瓦斯抽放泵房圍墻或柵欄的圈定范圍應當保障泵房周圍50m范圍內(nèi)無居民, 20m內(nèi)無明火, 不得有易燃, 易爆物品, . 在泵站周圍設有防火栓. 抽放泵站是具有爆炸危險的甲類廠房, 設計門窗作為泄壓面積, , 瓦斯抽放泵房采用不燃性材料構(gòu)成。 其土建工程設計和施工根據(jù)需要由天禹煤礦自行完成。地面抽放泵站主要建筑為泵房，泵房內(nèi)設有瓦斯泵、分水器、管路、閥門等設備。在泵房附近進出口處設有放水器、防爆防火裝置(圖51)、放空管、壓力測定、流量測定裝置、采樣孔、閥門等附屬裝置，瓦斯抽放泵房內(nèi)的所有設備和儀表均選用防爆型。 圖51 銅網(wǎng)式防爆、防回火裝置1—擋圈；2—銅絲網(wǎng)；3—活法蘭盤 瓦斯抽放泵站供電根據(jù)地面瓦斯抽放站主要動力設備配置，在抽放站旁邊設一配電室，配電室電源為雙回路。電源均取自礦井地面變電所的高壓配電系統(tǒng)。在電源饋出端應裝設漏電保護裝置。動力設備由配電室配電，其控制設備采用防爆磁力起動器，在配電室和值班室均可操作控制。配電線路采用電纜，埋地敷設。配電，照明設備均采用防爆型。地面瓦斯抽放站供電電源引自地面10kV變電所。抽放站供電電壓根據(jù)礦井的實際情況，供電電源采用10kV和380V供電。（供電系統(tǒng)圖）在瓦斯抽放泵站內(nèi)和值班室內(nèi)的照明燈具要求選用隔爆型。 瓦斯抽放泵給排水(1) 給水天禹煤礦地面抽放泵采用2BEC42型水環(huán)式真空泵，供水流量為25m3/h。抽放泵站的高位水池要可使用天禹煤礦東井閑置水池，低位水池根據(jù)實際情況進行砌筑。 (2) 排水水環(huán)式真空泵排出的水收集后排入礦井蓄水池或循環(huán)使用。 防雷設施在瓦斯抽放泵站房頂上設置避雷針, 并接地。根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》(2000), 設避雷線保護瓦斯排放管, 在瓦斯抽放站房頂設置避雷帶防感應雷。在變電所設工作接地, 接地電阻4Ω；在瓦斯抽放站分別設防雷接地，接地電阻均10 Ω。由于天禹煤礦處于低山丘陵區(qū)，有時雷害比較嚴重, 應該注意以下幾點：(1) 放空管應高于房脊4m以上, 放空管與避雷針距離小于5m；(2) 避雷針接地電阻不得大于10Ω, 達不到要求的要增加接地極；(2) 瓦斯抽放泵房內(nèi)所有設備的金屬外殼都應接地, 金屬走線架, 水管等金屬物必須接地；(4) 為防止井下瓦斯抽放管路帶電, 瓦斯抽放管也需接地；(5) 瓦斯抽放泵供電采用四芯電纜, 其中一芯接地，構(gòu)成接地網(wǎng)絡。由于天禹煤礦地處丘陵地帶，時有