【正文】 in； 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： ? 采區(qū)、回風(fēng)井及地面瓦斯抽放管為干管； ? 綜采綜放工作面瓦斯抽放管為支管 1； ? (將來(lái) )綜采工作面瓦斯抽放管為支管 2. 根據(jù)各瓦斯抽放管內(nèi)預(yù)計(jì)的瓦斯流量，按式（ 3－ 5）計(jì)算選擇的瓦斯抽放管管徑如表 3－ 2 示 . 瓦斯抽放管選用無(wú)縫鋼管 . 表 3－ 2 瓦斯抽放管管徑計(jì)算選擇結(jié)果 抽放管 類別 純瓦斯抽放量 （ m3/min） 瓦斯?jié)舛? （ %） 混合瓦斯抽放量 （ m3/min） 計(jì)算管內(nèi)徑 （ m） 選擇管徑 （ mm） 干管 30 Φ402 10 支管 1 30 Φ 275 7 支管 2 30 Φ 275 7 備注：邊掘邊抽瓦斯管留做工作面高位瓦斯抽放管 . 考慮將來(lái)有可能布置兩個(gè)工作面 , 故選支管 1 與支管 2 同徑 . 抽放管材均選擇無(wú)縫鋼管 , 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出主管直徑 D = , 支管 1 直徑 D = 14 , 支管 2直徑 D = . 故主管選擇直徑為 Φ 402mm的無(wú)縫鋼管 , 壁厚可選擇 9mm 或 10mm. 掘進(jìn)及回采工作面支管可選擇直徑為 Φ 275mm 的無(wú)縫鋼管 , 壁厚可選擇 7mm. 管網(wǎng)阻力計(jì)算 ⑴ . 摩擦阻力（ Hm）計(jì)算 )/( 52 DKLQH m ????? ? ………………… (3－ 6) 式中 : Hm — 管路摩擦阻力， Pa； L — 負(fù)壓段管路長(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. 為了保證選用的瓦斯抽放泵能滿足抽放系統(tǒng)最困難時(shí)期所需抽放負(fù)壓，應(yīng)根據(jù)礦井各生產(chǎn)時(shí)期瓦 斯抽放系統(tǒng)中管路最長(zhǎng)、流量最大、阻力最高的抽放管線來(lái)計(jì)算礦井抽放系統(tǒng)總阻力 . 由于礦井的服務(wù)年限較長(zhǎng)，且中后期開(kāi)采的采區(qū)煤層瓦斯含量高，考慮到瓦斯抽放泵的有效使用年限僅為 15 年左右，故計(jì)算礦井生產(chǎn)時(shí)期的瓦斯抽放系統(tǒng)最大阻力 . 根據(jù)礦井前期采掘接替安排，確定的瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管線如下： 地面抽放泵站干管 (長(zhǎng)度為 70m)?材料立井抽放干管 (長(zhǎng)度為 580m)?采區(qū)抽放干管(長(zhǎng)度為 1280m)?工作面抽放支管 (長(zhǎng)度為 1200m). 前期最困難抽放管線阻力計(jì)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(jì)算結(jié)果 抽放管 類 別 Q （ m3/min） γ L （ m） K D （ cm） Hm （ Pa） 干管 1930 支管 1200 合計(jì) 15 ⑵ .局部阻力（ Hj）計(jì)算 管路局部阻力損失按直管阻力損失的 15%計(jì)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(jì)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(chǎng)匯流管 (也稱混合器 )相連 , 匯流管與鉆場(chǎng)瓦斯管連接 , 然后鉆場(chǎng)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(pán)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(duì)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(yàn) . 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(lái)水管 , 暖氣管 , 下水道管 , 動(dòng)力電纜 , 照明電纜和電話線纜等敷設(shè)于一個(gè)地溝內(nèi) 。 16 (5). 瓦斯抽放主管路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 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(mén) 。 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(duì)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(duì)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(jì) 。 8 – 放水管 . 瓦斯抽放泵房?jī)?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 瓦斯抽放泵站供電參照主要通風(fēng)機(jī)的供電管理 , 要求 ”三專 ”, 即專用變壓器 , 專用線路和專業(yè)開(kāi)關(guān) . 根據(jù)礦井的實(shí)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?120KW, 工作容量為 120KW. 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 GB501294, 瓦斯抽放站的電力負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷 , 必須保證有兩個(gè)電源供電 . 23 圖 5－ 2 瓦斯抽放泵站管統(tǒng)及附屬設(shè)施布置示意圖 來(lái)自井下排放至大氣水環(huán)式真空泵氣水分離器進(jìn)水閥門(mén)放水器防爆器防回火器取樣及流量計(jì)水箱供水管路水泵水池放水器取樣及流量計(jì)防回火器防爆器放空管閥門(mén)排氣總閥門(mén)放空管閥門(mén)進(jìn)氣總閥門(mén)排氣閥門(mén)排氣閥門(mén)進(jìn)水閥門(mén)進(jìn)氣閥門(mén)進(jìn)氣閥門(mén)回水管路 24 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(shí) , 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(shí)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(jì)規(guī)范》 (20xx), 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?jī)?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 , 應(yīng)該在泵房和值班室安裝采暖和通風(fēng)系統(tǒng) .門(mén)窗及排氣口合計(jì)的泄壓面積要符合要求 . 6. 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝 瓦斯抽放系統(tǒng)安裝的基本要求 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝 , 調(diào)試和運(yùn)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(mén)的瓦斯抽放泵房?jī)?nèi) , 泵房?jī)?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(wú)關(guān)人員進(jìn)入瓦斯抽放泵房?jī)?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(wú)縫鋼管 , 法蘭連接 , 安裝時(shí)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同一巷邦上 , 管路全程嚴(yán)禁與帶電物體接觸 , 并在管路上安設(shè)可靠的接地措施 . 抽放主管路每隔 200400m 安裝一調(diào)節(jié)閘閥 , 在管路的低洼處安裝人工或自動(dòng)負(fù)壓放水器 , 定期放水 . 抽放支管安裝閥門(mén) , 流量計(jì)和放水器等 . 瓦斯抽放用所有金 屬部件均須防腐處理 , 管路安裝完畢要進(jìn)行密閉性試驗(yàn) , 并進(jìn)行吹掃處理 , 以免管路漏氣和內(nèi)存雜物 . 封閉性能實(shí)驗(yàn)使用水試壓 , 壓力為, 一小時(shí)內(nèi)壓降不超過(guò) 10%.試壓后 , 管路涂紅色漆 . 26 7 環(huán)境保護(hù) 抽放瓦斯工程對(duì)環(huán)境的影響 礦井瓦斯的主要成份為 CH4和 N2, 不含硫化物和其他有毒物質(zhì) , 是一種潔凈的優(yōu)質(zhì)能源 . 當(dāng)其與水體接觸時(shí) , 不會(huì)產(chǎn)生新的污染 . 瓦斯是氣體燃料 , 不含灰份 , 也沒(méi)有硫化物 , 燃燒后不產(chǎn)生粉塵 . 與燃煤相比 , 可減少 SO2排放量 , 飛灰 , 爐灰運(yùn)輸量 , 提高礦區(qū)大氣的 潔凈度 . 因此 , 抽放瓦斯并加以利用 , 對(duì)保護(hù)環(huán)境是十分有利的 . 如果把抽出的瓦斯直接排入大氣 , 則對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生溫室效應(yīng) . 所以有條件時(shí)盡量對(duì)抽出的瓦斯加以利用 . 抽放工程對(duì)環(huán)境的影響主要是水環(huán)式真空泵和電機(jī)產(chǎn)生的噪聲 . 真空泵采用循環(huán)供水 , 可減少對(duì)環(huán)境的影響 . 污染防治措施 噪聲治理主要考慮聲源控制 , 具體措施如下 : 值班室與瓦斯泵房隔開(kāi) , 內(nèi)墻表面采用吸聲設(shè)計(jì) , 以保證值班室內(nèi)噪聲低于規(guī)定要求值 , 減少噪音對(duì)值班人員的危害 . 循環(huán)泵采用可曲撓橡膠接頭防噪 . 抽放站綠化 綠化在 防治污染 , 保護(hù)和改善環(huán)境方面起著特殊重要的作用 . 它具有較好的調(diào)溫 , 調(diào)濕 , 吸灰 , 吸塵 , 改善小氣候 , 凈化空氣 , 減弱噪聲等功能 . 在泵站周圍種植速生 , 高大 , 樹(shù)冠豐滿的樹(shù)種 , 設(shè)置綠化帶 , 降低噪音和凈化空氣 . 8 瓦斯抽放組織管理及主要安全技術(shù)措施 瓦斯抽放制度定為三班制抽放 , 一班打鉆 , 即只在白班進(jìn)行打鉆 . 為了安全地進(jìn)行瓦斯抽放工作和提高瓦斯抽放效果 , 按照 《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 , 在安全和組織管理方面準(zhǔn)備以下措施 . 組織管理 (1). 建立抽 放瓦斯的專門(mén)機(jī)構(gòu) , 配備專業(yè)施工隊(duì)伍 , 負(fù)責(zé) 瓦斯抽放工程的施 27 工和日常管理工作 . 所有人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后方能上崗 。 (3). 在瓦斯抽放區(qū)主管和分支管路上安裝瓦斯流量 ,濃度 ,負(fù)壓等檢測(cè)裝置 ,同時(shí)還配備專人定期巡回檢測(cè) , 進(jìn)行放水和管路維護(hù) , 處理管路積水和漏氣 , 以保證管路暢通無(wú)阻 。 (5). 瓦斯抽放泵站的司機(jī)和值班員必須經(jīng)過(guò)專門(mén)訓(xùn)練 , 使其熟悉瓦斯抽放的有關(guān)規(guī)定 , 掌握各種安全 , 監(jiān)控儀器儀表的用途和操作程序 . 瓦斯抽放鉆場(chǎng)管理 瓦斯抽放是保證礦井安全生產(chǎn)的根本措施之一 . 先抽后采是抽放瓦斯的主要方法 . (1). 鉆場(chǎng)設(shè)計(jì) . 瓦斯抽放鉆場(chǎng)必須保持良好的通風(fēng)狀態(tài) , 避免瓦斯積聚和超限 ,性便于施工管理 . 鉆場(chǎng)設(shè)計(jì)必須滿足擴(kuò)散通風(fēng)要求和鉆孔布置 , 鉆機(jī)操作的要求 . 布置鉆場(chǎng)位置的巖層應(yīng)完整 ,不破碎 ,斷面符合施工要求 , 支護(hù)可靠 ,無(wú)空邦 , 空頂 , 布孔巖壁應(yīng)平直 , 以利鉆孔施工 , 封 孔和安設(shè)瓦斯管 。 ? 必須有安全技術(shù)措施 , 操作人員應(yīng)該注意的問(wèn)題 , 發(fā)生意外時(shí)的處理方法 , 發(fā)生災(zāi)害時(shí)的避災(zāi)路線等 。 ? 抽放瓦斯鉆孔施工過(guò)程中必須實(shí)行先封孔 , 后鉆進(jìn) , 邊鉆邊抽瓦斯的施工工藝 , 避免孔內(nèi)瓦斯大量涌出到鉆場(chǎng) , 造成瓦斯積聚和超限 。 ? 鉆孔要嚴(yán)密封孔 , 不得泄漏 . 鉆場(chǎng)內(nèi)全部鉆孔驗(yàn)收合格后 , 撤出鉆機(jī) , 清理鉆場(chǎng) , 安好混合器 , 放水器等 , 連入抽放管道 。 ? 原始記錄板填寫(xiě)鉆孔施工時(shí)間 , 孔數(shù) , 角度 , 鉆孔長(zhǎng)度 , 孔徑 , 封孔長(zhǎng)度 , 封孔材料等 。 ? 每個(gè)鉆場(chǎng)都要在鉆場(chǎng)支管上留有觀測(cè)孔 , 以便進(jìn)行瓦斯?jié)舛葯z測(cè) . (4). 抽放線路檢查 . 瓦斯管安設(shè)要盡可能地平直 , 有合理的流水坡度 , 吊絲 , 墊墩齊全牢固 . 在管道低洼處安裝放水器 . ? 檢查吊絲 , 墊墩齊全牢固 ,及時(shí)填補(bǔ)和更換 。 ? 檢查安設(shè)瓦斯管道巷道是否安全 , 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理 . (5). 鉆場(chǎng)檢查 . 定期檢查抽放負(fù)壓 , 瓦斯流量 , 溫度 , 氣體成分 , 隨時(shí)掌握鉆場(chǎng)的抽放狀態(tài) . ? 保證抽放濃度在 20%以上 。 ? 對(duì)采孔區(qū)抽放負(fù)壓 , 溫度 , 氣體成分嚴(yán)格 控制 . 當(dāng)溫度超過(guò) 50186。 (2). 所有參加采空區(qū)密閉墻施工及抽放管路撤裝的工作人員必須掌握施工的崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn) , 熟悉瓦斯的基本知識(shí) , 嚴(yán)格遵守 《煤礦安全規(guī)程》 。 (4). 密閉墻施工地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò) 1%, 否則必須停工 , 處理瓦斯 。 (6). 為了確保安全 , 埋入密閉墻內(nèi)的管路不回收 . 瓦斯抽放管路管理 (1). 新安瓦斯管路 , 必須進(jìn)行管路設(shè)計(jì) . 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括 : 設(shè)計(jì)條件和管路