【正文】 式中 ： hf—— 某段管路的摩擦阻力， Pa； L—— 管路長度， m； Q—— 某段管路的混合瓦斯 流量， m3/h； Δ—— 混合瓦斯對空氣的相對 密度 ，取 ； K0—— 系數(shù)， 根據(jù)管徑 查表得； d—— 管 路 內(nèi)徑， cm。 （ 1） 主管最大阻力： 主管 路 從地面 抽放站 經(jīng) +1650m 回風(fēng)平硐至總回風(fēng)上山下端，其抽放管路長 690m，其阻力為： 25 主主 QdKLh ?? = 25 ???? =1120Pa 其中 Q 主 根據(jù)礦井日瓦斯抽放量和抽放濃度計算得出 Q 主 =208 m3/h。 （ 2） 干 管最大阻力： 干管為工作面運輸順槽和至兩個掘進工作面的長度，其最大阻力的管路長度為 638m，其阻力為： 25 干干 QdKLh ?? = 25 ???? =1940Pa 其中 Q 干 根據(jù)礦井采掘工作面日瓦斯抽放量和抽放濃度計算得出 Q 干 =138m3/h。 （ 3） 支管最大阻力： 支管為工作面回風(fēng)順槽，管路長度為 655m，其阻力為： 25 干干 QdKLh ?? = 25 5 ???? =520Pa 其中 Q 支 根據(jù)礦井采空區(qū)日瓦斯抽放量 和抽放濃度計算得出 Q 支=24m3/h。 （ 4） 局部阻力： 局部阻力按 抽放管路 阻力的 15%計算： h 局 =h 總 15%=（ 1120+1940+520） 15%=540Pa （ 5） 地面固定 瓦斯抽放管路總阻力 H 總 = h 主 + h 干 + h 支 + h 局 =1120+1940+520+540=4120Pa 管路敷設(shè)及 附屬裝置 （ 1）管路敷設(shè) 煤礦井下的環(huán)境條件惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣潮濕等，為此對煤礦井下瓦斯抽放管路的敷設(shè)要求如下： 1）瓦斯 抽放 管路應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施； 2）傾斜巷道的瓦 斯管路，每隔 30m 打一防滑樁，將管道固定在防滑樁上； 3）管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎； 4）管路敷設(shè)時，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； 5）新敷設(shè)的管路要進行氣密性試驗。 地面敷設(shè) 瓦斯抽放 管路除符合井下管路的有關(guān)要求外，尚需符合下列要求： 1）冬季寒冷應(yīng)采取防凍措施； 2）瓦斯管路不宜沿車輛來往繁忙的主要交通干線敷設(shè)； 3）瓦斯管路不允許與自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜和電話線等敷設(shè)于一個地溝內(nèi)； 4）在空曠的地帶敷設(shè)瓦斯管路時，應(yīng)考慮未來的發(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應(yīng)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 10m，距木電桿大于 2m； 6）瓦斯管路與其它建筑物相交時，其垂直距離大于 ，與動力電纜、照明電纜和電話線大于 ，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。 （ 2）附屬裝置 為了便于管路系統(tǒng)負壓的調(diào)節(jié)，掌握各抽放地點瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r以及保證管網(wǎng)系統(tǒng)的正常抽放，設(shè)計在主、干、支管路上分別安設(shè)閥門、流量計和放水器。 1）閥門 瓦斯抽放管路和鉆場連接管上均應(yīng)安設(shè)閥 門，其主要目的是用來調(diào)節(jié)和控制各抽放點的抽放量、抽放濃度、抽放負壓等。 2）放水器 在抽放管路系統(tǒng)低洼易積水處安設(shè)自動放水器或人工放水器，且放水器間距為 200～ 300m，最大不超過 500m。其作用是及時放空抽放管路中的積水，降低抽放阻力，提高系統(tǒng)抽放效果。放水器有兩大類：人工放水器和自動放水器。 瓦斯抽放系統(tǒng)也可選擇人工放水器定期放水。人工負壓放水器可采用鋼管自行加工。本次設(shè)計，在主要管路和容易積水段設(shè)置自動放水器，其余段設(shè)置人工放水器。 自動放水器選用 CWGFY 型全自動負壓放水器，該放水器可滿足不同的使 用要求和各類安裝條件，適用范圍廣、放水可靠。 放水器的主要技術(shù)指標(biāo)為： a、適用負壓范圍： 0～ 90kPa： b、最大放水能力： 420L／ h； c、最小安裝尺寸： 485350 415；（ mm） d、集水口接頭： 1′管螺紋： e、負平衡管接頭： 1/2′管螺紋： f、總重量： 25kg。 3）匯流器 匯流器是將多個鉆孔與抽放管路連接起來的裝置，該裝置可根據(jù)鉆孔多少，自行加工。用軟管將鉆孔瓦斯抽放管與鉆場匯流管相連，匯流管與鉆場瓦斯管連接后與巷道中的瓦斯抽放管 連接。如圖 456 所示。 1：煤層； 2：鉆孔； 3：套管； 4：彈簧軟管； 5：流量計； 11：閥門；7：匯流管； 8：放水器； 12：分區(qū)瓦斯管 456 匯流器 連接示意圖 4）計量裝置 在井下與主管道匯合的各抽放支管處各安設(shè)一個孔板流量計，計量各支管的瓦斯抽放量。在抽放系統(tǒng)的主管道上安設(shè)一個孔板流量計，計量整個抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量。同時在每個鉆場中用煤氣表和三通閥門進行單孔計量。 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壓差計，抽放管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛瓤刹捎秘搲何鼩?筒和高濃度瓦斯檢定器進行測定。 使用 煤氣表測量流量，煤氣表的量程應(yīng)根據(jù)預(yù)計的單孔瓦斯流量確定，一般 本煤層預(yù)抽鉆孔使用 ，即可滿足使用要求，其最大允許的瓦斯流量為 ／ min，最小流量一般在 1L／ min以下。 （二）抽放設(shè)備選型 瓦斯抽放泵流量計算 瓦斯抽放泵流量應(yīng)滿足抽放瓦斯系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)最大抽放量的需要。 計算公式為： Q 泵 =Q 純 K/Cη 式中： Q 泵 —— 瓦斯泵的額定流量 ， m3/min； Q 純 —— 最大抽放瓦斯純量 ，根據(jù)礦井瓦斯涌出量，確定為8m3/min； K—— 抽放 備用 系數(shù) ， 取 ； C—— 瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋?%，取 35%； η—— 瓦斯泵的機械效率， 80%； Q 泵 =Q 純 K/Cη=（ 8） /（ ） = 瓦斯抽放泵壓力計算 瓦斯抽放泵壓力 必須能克服抽放管道總阻力損失和保證鉆孔有足夠的負壓，以及能滿足泵出口的需求。 計算公式： H 泵 =（ H 總 +H 孔 +H 正 ） K 式中： H 泵 —— 瓦斯抽放泵的壓力 kPa； H 總 —— 抽放管道總阻力損失 kPa， ； H 孔 —— 抽放鉆孔所需負壓，取 15kPa； H 正 —— 抽放泵出口正壓，取 4kPa； K—— 抽放 備用系數(shù) ， 取 ； 則： H 泵 =（ +15+4） = 瓦斯抽放泵的 真空度計算 % ?? cH? 式中： Hc—— 礦井抽放負壓； 經(jīng)計算 z? =% 瓦斯泵選型 根據(jù)上述計算結(jié)果并考慮到礦井的管理水平和礦井生產(chǎn)的不均衡性，選用 2 套 2BEA253 型瓦斯抽放設(shè)備裝置，該裝置屬于煤礦安全標(biāo)志產(chǎn)品，有關(guān)技術(shù)參數(shù)見表 458。 表 458 2BEA253 水環(huán)式真空泵技術(shù)參數(shù) 表 參數(shù)類型 技術(shù)參數(shù) 備注 型 號 2BEA253 抽氣量 (m3/min) 42 極限真空壓力 (KPa) 電機功率 (kW) 75 泵轉(zhuǎn)速 () 980 電機型號 YB315S6 口徑 (mm) 150 供水量 L/Min 87 泵重 (整機 )(kg) 3200 該抽放泵在 ～ 40kPa 負壓下均能穩(wěn)定運行，故該抽放泵的抽氣流量及負壓能滿足該礦瓦斯抽放系統(tǒng)要求。 瓦斯抽放泵 除了 對流量和壓力必須滿足要求外，還須具備以下條件： （ 1） 必須保證在 24 小時內(nèi)連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)，同時要有一臺同等能力 的 備用抽放泵 ， 包括附屬裝置，并保證一臺因故停機后，備用泵能夠立即運轉(zhuǎn)。兩臺瓦斯抽放泵一臺運轉(zhuǎn)，一臺檢修和備用。兩臺瓦斯抽放泵運轉(zhuǎn)布置如圖 457 所示。 圖 457 瓦斯抽放泵運轉(zhuǎn)布置圖 （ 2） 抽放泵要有兩條供電線路，其中一條專用。泵 的 電動機及其附屬電氣設(shè)備和照明燈設(shè)備，都必須采用礦用防爆型，否則必須有效隔離。 （ 3） 抽放泵泵本身必須有高度的氣密性，絕對不允許有漏氣現(xiàn)象。 四 、 瓦斯抽放站 （一）瓦斯抽放系統(tǒng)選擇 抽放系統(tǒng)一般有兩種選擇，一 種是將抽放泵站布置在井下靠近抽放地點的進風(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，節(jié)省管路投資，其必要條件是抽放管閥門抽放泵抽放泵到用戶從井下來氣路排出的瓦斯排到采區(qū)回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后，經(jīng)較短時間內(nèi)稀釋后瓦斯?jié)舛炔怀?，或者通過管道將抽出的瓦斯排放到地面。另一種情況是礦井抽放系統(tǒng)服務(wù)時間長，抽放泵安設(shè)在地面，不需在井下設(shè)置專門的硐室，供電、供水及日常維護管理都比井下方便。由于該礦 深部煤炭資源豐富， 延深后 服務(wù)年限長，瓦斯抽放量大，考慮以后可能利用等因素，因此，本次設(shè)計 青松嶺 煤礦建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。 （二 ）瓦斯抽放站選址 瓦斯泵房選址原則 （ 1）泵房應(yīng)設(shè)在不受洪澇災(zāi)害威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶，避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)； （ 2）泵房宜設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，泵房距離井口和主要建筑物及居住區(qū)距離不得小于 50m，無架空高壓線等。 （ 3）泵房及泵房周圍 20m 范圍內(nèi)嚴禁有明火。 （ 4）泵房應(yīng)設(shè)在靠近公路和有水源的地方。 （ 5）泵房應(yīng)考慮進出管敷設(shè)方便，有利于瓦斯輸送，并盡可能留有擴能余地。 泵站位置 根據(jù)以上原則和綜合考慮礦區(qū)條件，本次設(shè)計將瓦斯 抽放 泵站選擇在礦井 +1650m 回風(fēng)井工業(yè)場地東側(cè)附 近。該場地基礎(chǔ)標(biāo)高與風(fēng)井井口標(biāo)高一致，位于最高洪水位以上。遠離主要建筑物和居住區(qū)；供水、供電方便，地勢開闊。 （三）瓦斯抽放泵房 瓦斯抽放泵房設(shè)計原則 （ 1）泵房建筑必須采用不然材料，耐火等級為二級； （ 2）泵房周圍必須設(shè)置柵欄或圍墻； （ 3）泵房應(yīng)有防雷、防火、防洪、防凍等設(shè)施； （ 4）泵房內(nèi)要有良好的通風(fēng)照明設(shè)施并有直接聯(lián)通礦井調(diào)度室的電話； （ 5）建筑面積應(yīng)根據(jù)設(shè)備尺寸與臺數(shù)決定，并留有余地； （ 6）瓦斯機房、電氣室和值班室都要有單獨房間，避免相互干擾； （ 7）泵房應(yīng)有雙回路 供電 線路； （ 8）泵房 應(yīng)有供水系統(tǒng)，泵房設(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。 （ 9）泵房應(yīng)配置專用的檢測各項參數(shù)的儀器儀表； （ 10）泵房內(nèi)電氣設(shè)備、檢測儀表、照明和其他電氣均應(yīng)采用礦用防爆型 ；