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瓦斯抽放系統(tǒng)礦井瓦斯防治課程設(shè)計-在線瀏覽

2024-08-09 15:14本頁面
  

【正文】 in, 單純靠通風(fēng)系統(tǒng)來稀釋瓦斯是不可能的. 因此,必須建立瓦斯抽放系統(tǒng). 采掘工作面瓦斯治理的需要《煤礦安全規(guī)程》、《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》以及《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》有關(guān)條款規(guī)定:當(dāng)一個回采工作面的絕對瓦斯涌出量大于5m3/min或一個掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,采用通風(fēng)方法解決瓦斯不可能或不合理時應(yīng)采用瓦斯抽放措施. 雖然, 該礦回采工作面的絕對瓦斯涌出量已經(jīng)超過5m3/min. 產(chǎn)量和瓦斯涌出量都有進(jìn)一步增加的趨勢.采掘工作面需要采取瓦斯抽放的必要性判斷標(biāo)準(zhǔn)是: 在給定的巷道通風(fēng)斷面條件下,采掘工作面設(shè)計通風(fēng)能力小于稀釋瓦斯所需的風(fēng)量,即式(2-1)成立時, 抽放瓦斯才是必要的.(2-1) ………………………………… 式中: Q0 采掘工作面設(shè)計風(fēng)量, m3/s; Q 采掘工作面瓦斯涌出量, m3/min; K 瓦斯涌出不均衡系數(shù),取K=; C 《煤礦安全規(guī)程》允許的采掘工作面瓦斯?jié)舛龋?,取C=1.3 礦井瓦斯抽放方案初步設(shè)計 抽放瓦斯方法選擇某煤礦抽放瓦斯的目的是消除或緩解瓦斯突出的危險性及使工作面的瓦斯涌出量降低到通風(fēng)能解決的水平或減輕礦井通風(fēng)負(fù)擔(dān). 因此, 確定礦井抽放瓦斯的方法為開采煤層抽放(包括開采工作面和掘進(jìn)工作面抽放)和采空區(qū)抽放等方式.在二1和二3煤層開采時,必須對所有的回采工作面進(jìn)行高位抽放或本煤層預(yù)抽、對大多數(shù)的掘進(jìn)工作面進(jìn)行瓦斯預(yù)抽放. 選擇的瓦斯抽放方法如下:⑴.采用邊采邊抽相結(jié)合方式抽放回采工作面采空瓦斯;⑵.掘進(jìn)工作面采用邊掘邊抽方法抽放本煤層瓦斯?!?176。 2).轉(zhuǎn)速范圍。 4).液壓系統(tǒng)。 2—聚氨酯封孔段。 4—套管圖34 聚胺脂封孔示意圖 瓦斯抽放參數(shù)監(jiān)測 采用孔板或便攜式數(shù)字鉆孔瓦斯參數(shù)監(jiān)測儀對鉆孔或采空區(qū)抽放管進(jìn)行監(jiān)測很有必要. 除此之外, 在抽放巷道口設(shè)瓦斯抽放監(jiān)測傳感器, 對抽放管道的負(fù)壓, 瓦斯?jié)舛? 瓦斯流量, 溫度進(jìn)行監(jiān)測. 井下抽放支管和地面主管都應(yīng)裝備管道監(jiān)測系統(tǒng), 并將其盡可能地將管道監(jiān)測系統(tǒng)掛靠入礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng).4 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計算及設(shè)備選型 礦井瓦斯抽放設(shè)計參數(shù)根據(jù)煤礦提供的地質(zhì)資料和礦井設(shè)計資料, 某煤礦的設(shè)計瓦斯抽放量按一臺抽放泵同時服務(wù)兩個回采工作面(目前只布置一個回采工作面)和三個掘進(jìn)工作面, (將來最大瓦斯抽放量). 瓦斯抽放濃度按30%計算. 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計算 瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)在選擇瓦斯抽放管路系統(tǒng)時, 主要根據(jù)抽放泵站位置, 開拓巷道布置, 管路安裝條件等進(jìn)行確定. 抽放管路應(yīng)盡量選擇敷設(shè)在巷道曲線段少和距離短的線路中, 盡可能避開運輸繁忙巷道, 同時還要考慮供電, 供水, 運輸方便.抽放泵的位置可以布置在地面也可以布置在井下. 井下布置是將瓦斯抽放泵布置在井下靠近抽放地點的進(jìn)風(fēng)流中, 這樣可以減少抽放管路的長度, 并隨時根據(jù)抽放地點的需要改變抽放泵的位置, 可以節(jié)省管路投資, 節(jié)省防爆裝置和避雷裝置, 其必要條件是抽放管路的瓦斯排放到采區(qū)回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后, 在較小范圍內(nèi)經(jīng)過稀釋達(dá)到風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀?當(dāng)?shù)V井總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛雀? 抽出的瓦斯不能排放到總回風(fēng)巷, 或井下供水,供電及安裝成本較高, 或地面距離抽放地點較近時, 把瓦斯抽放泵安裝到地面具有明顯的經(jīng)濟(jì)和管理方面的優(yōu)勢.某煤礦開采服務(wù)年限長,工作面到新材料井井口的距離較短, 且工作面需要抽放的瓦斯量較大,因此,建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)較為合理.根據(jù)礦井采掘工作面的具體位置及開拓布置, 確定將地面永久瓦斯抽放站布置在距離新材料井附近且地勢平坦, 無地質(zhì)災(zāi)害和洪水影響的地點. 要求瓦斯抽放泵站房50m范圍內(nèi)無主要建筑及民房, 在泵房周圍20m設(shè)立圍墻或柵欄, 并嚴(yán)禁明火.根據(jù)某煤礦的井下開拓巷道和地表設(shè)施的具體情況,考慮了兩種井下管道布置最長路線.方案1: 21171工作面順槽 224。 東軌大巷 224。 抽放泵房 224。方案2:21171工作面順槽 224。 東軌大巷 224。 抽放泵房 224。如果把主管道延伸到21171工作面回風(fēng)順槽與二一區(qū)專用回風(fēng)下山匯合處, 兩個方案的井下主管道長度基本相同, 即1280m. 瓦斯抽放管管徑計算及管材選擇瓦斯抽放管管徑按下式計算: ………………………………(3-5)式中 D瓦斯抽放管內(nèi)徑,m; Q抽放管內(nèi)混合瓦斯流量,m3/min; V抽放管內(nèi)瓦斯平均流速,經(jīng)濟(jì)流速V=515m/s, 取V=7 m/s.約定: 綜采綜放工作面瓦斯抽放管為支管1;材料立井抽放干管(長度為580m)224。工作面抽放支管(長度為1200m).前期最困難抽放管線阻力計算結(jié)果如表3-3示. 表3-3 生產(chǎn)前期瓦斯抽放系統(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)干管1930支管1200合計⑵.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 = Hm = x = Pa.(3). 總阻力(H)計算H = Hm + Hj = + = Pa 瓦斯抽放管路與瓦斯抽放鉆孔的連接 用彈簧軟管或礦用PVC管將鉆孔套管與鉆場匯流管(也稱混合器)相連, 匯流管與鉆場瓦斯管連接, 然后鉆場瓦斯管與布置在巷道中的瓦斯抽放支管相連接. 瓦斯抽放主管均采用法蘭盤螺栓緊固連接, 中間夾橡膠密封圈. 瓦斯抽放管路敷設(shè)1). 瓦斯抽放管路敷設(shè)的一般要求 由于煤礦井下的環(huán)境條件比較惡劣, 巷道變形較大高低不平, 坡度大小不一, 空氣潮濕管路易生銹, 為此對煤礦井下瓦斯抽放管路的敷設(shè)有如下要求: (1). 瓦斯抽放管路應(yīng)采取防腐, 防銹蝕措施。 (3). 瓦斯抽放管路敷設(shè)要求平直, 盡量避免急彎。 (5). 新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性試驗.地面敷設(shè)的管道除了滿足井下管路的有關(guān)要求外, 還需要符合以下要求: (1). 在冬季寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施。 (3). 瓦斯抽放管路不允許與自來水管, 暖氣管, 下水道管, 動力電纜, 照明電纜和電話線纜等敷設(shè)于一個地溝內(nèi)。 (5). 瓦斯抽放主管路距建筑物的距離大于5m, 距動力電纜大于1m, 距水管和排水溝大于5m, 距鐵路大于4m, 距木電線桿大于2m。 2 – 閘閥DN25.圖41 人工負(fù)壓放水器(也可以作正壓放水器用)圖42 高負(fù)壓人工放水器安裝示意圖(a) 臥式, (b) 立式.1 – 瓦斯管路。 3 – 空器入口閥門。 5 – 放水器。150186。 Q泵 – 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瓦斯流量, m3/min。 P – 瓦斯泵入口絕對壓力, Pa。 T0 – 按瓦斯抽放行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對溫度(T0=273+20), K。C. 取瓦斯泵入口溫度t = 20186。 2 出口瓦斯管。 4 橡膠蓋(膠皮板)。 6 – 水位計。 8 – 放水管.瓦斯抽放泵房內(nèi)的所有設(shè)備和儀表均選用防爆型. 圖52地面瓦斯抽放泵站布置示意圖. 瓦斯抽放泵站供電參照主要通風(fēng)機(jī)的供電管理, 要求”三?!? 即專用變壓器, 專用線路和專業(yè)開關(guān). 根據(jù)礦井的實際情況, 采用380V或660V供電安排. 瓦斯抽放泵站的設(shè)備總?cè)萘繛?20KW, 工作容量為120KW.根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范GB501294, 瓦斯抽放站的電力負(fù)荷為一級負(fù)荷, 必須保證有兩個電源供電. 32圖5-2 瓦斯抽放泵站管統(tǒng)及附屬設(shè)施布置示意圖 瓦斯抽放泵給排水(1). 給水瓦斯抽放泵的供水采用地面清潔水(PH值68). 在不建水循環(huán)系統(tǒng)時, 為節(jié)省水耗, 要求供水壓力大于600mbar, 供水量大于12m3/h. 如果建水循環(huán)系統(tǒng), 最好安裝一套南京富鄴科技實業(yè)有限公司制造的高頻電子除垢裝置, 要求供水壓力大于200mbar即可. (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(shè)施在瓦斯抽放泵站房頂上設(shè)置避雷針, 并接地.根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(2000), 設(shè)避雷線保護(hù)瓦斯排放管, 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。2). 泵房房頂應(yīng)安放雷網(wǎng)。4). 瓦斯抽放泵房內(nèi)所有設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)接地, 金屬走線架, 水管等金屬物必須接地。6). 瓦斯抽放泵供電采用四芯電纜, 其中一芯接地。C以下, .6. 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝, 調(diào)試和運行等必須遵守《煤礦安全規(guī)程》和《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定. 瓦斯抽放系統(tǒng)安裝所使用的材料必須為煤礦井下所允許使用的產(chǎn)品, 并具備煤礦安全產(chǎn)品標(biāo)志準(zhǔn)用證. 瓦斯抽放泵的安裝 瓦斯抽放泵應(yīng)安裝在專門的瓦斯抽放泵房內(nèi), 泵房內(nèi)必須有足夠的照明, 消防等設(shè)施, 嚴(yán)禁堆放易燃物品, 嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入瓦斯抽放泵房內(nèi). 瓦斯抽放, 排放管路及附屬設(shè)施安裝 瓦斯抽放, 排放主管路采用無縫鋼管, 法蘭連接, 安裝時采用錨桿吊掛在巷道頂部, 也可以采用其他支撐方式安裝在巷道壁上, 但不能影響車輛和行人. 管路應(yīng)盡量避免與電纜安裝在
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