【正文】 爆裝置，其安設位置如圖 531所示。 24 自動噴粉抑爆裝置監(jiān)控用火焰?zhèn)鞲衅靼惭b在排空管上，距排空管出氣口的距離 (沿管道軸向 )應小于 5 m。 自動噴粉抑爆裝置的安設位置距火焰?zhèn)鞲衅鞯木嚯x (沿管道軸向 )為30m60m。 放空管1263放空管126來 自 井 口5 6 4 364 圖 531 地面瓦斯排空系統(tǒng)安全設施安裝示意 1火焰?zhèn)鞲衅鳎? 2壓力傳感器； 3水封阻火泄爆裝置； 4自動噴粉抑爆裝置； 5真空泵； 6截止閥。 四、采空區(qū)抽放低濃度瓦斯 管道輸送安全保障系統(tǒng) (1)井下采空區(qū)封閉插管瓦斯抽放，在距離封閉 處安設自動噴粉抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鳌? (2) 自動噴粉抑爆裝置的安設地點距最近的抽放管口的距離（沿管道軸向）應小于 100m。 (3) 自動噴粉抑爆裝置應至少安設一組，每組抑爆裝置需安設兩個噴粉罐，兩個噴粉罐之間的距離為 50m。噴粉罐安設在距抽放管路進氣口 60m 和 110m 兩處。 (4) 抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鲬苍O在自動噴粉抑爆裝置與抽放管進氣口之間，距離抑爆裝置距離（沿管道軸向）為 。 五、放空管 (配氣管 ) 放空管一般安設在地面 瓦斯抽放泵站的出入管上，并靠近機房，以利于操作， 25 參見附圖。入口端放空管又叫配氣管。安設放空管注意事項為： (1)放空管的直徑要大于或等于抽放管徑。 (2)安裝高度一般要超過房頂 3m 以上。與機房墻壁距離 ～ 1m為宜，最遠不超過 10m，并用鐵絲、鋼架加固。 (3)為防止雜物和雨水進入放空管，其上端管口要設置保護并保持大于300mm 的距離。 (4)放空管上空不得有高壓電線等通過。 六、避雷器設置 避雷器是地面抽放瓦斯安全設施中必不可少的安全裝置之一，安設在瓦斯泵站管路出入端附近。其作用是：防止在陰雨天氣由于雷 電引起的電火花，而破壞建筑物或點燃瓦斯放空管。高度要超過放空管 5m 以上，并將避雷導線埋入地表3m以下。 七、孔板流量計、測壓嘴及測定裝置 由于泵站測定觀測抽放參數(shù)狀況頻繁，工作人員不可能經(jīng)常出進。因此，要把測壓嘴測出來的壓力數(shù)值反映到泵站值班室，本方案采用直接用 4 分管 (或膠皮管 )聯(lián)結(jié)的方法，到泵站后用軟膠皮管與測定儀器聯(lián)接。 第六章 瓦斯抽放泵及泵站設施 第一節(jié) 瓦斯抽放泵選型 一、瓦斯抽放泵選型原則 (1)瓦斯抽放的抽氣速率必須滿足礦井瓦斯抽放期間預計最大瓦斯抽放量的要求。 (2)抽放設備的壓力，必須滿足 在礦井瓦斯抽放期間，克服瓦斯管路系統(tǒng)最大的壓力損失 (最大阻力 )，并能使鉆孔孔口保持較高的負壓。 (3)抽放設備必須適合抽放和輸送礦井瓦斯具有高度氣密性，防止工作時瓦斯涌進泵房內(nèi)。 (4)抽放設備配備電動機必須防爆，防止電動機發(fā)生火花，引起瓦斯爆炸。 二、瓦斯抽放泵布置方式 考慮和選擇抽放瓦斯泵的布置方式時，必須滿足技術上可行、經(jīng)濟上合理、安全上可靠的要求。從技術、經(jīng)濟、安全的角度分析確定，該礦瓦斯抽放泵布置 26 方式為獨立的、并聯(lián)式布置。 三、瓦斯抽放泵選型 根據(jù)該礦開采地質(zhì)、瓦斯儲存、發(fā)展規(guī)模等情況，本方案擬選 水環(huán)式真空泵，其優(yōu)點是； (1)工作葉輪內(nèi)有水環(huán)，沒有爆炸危險； (2)結(jié)構簡單、運行可靠； (3)真空度高。 四、瓦斯泵壓力、流量計算 確定礦井抽出的量大純瓦斯量 礦井抽出的最大純瓦斯量，是指礦井在抽放服務年限內(nèi)的最大純瓦斯抽放量。根據(jù)該礦設計生產(chǎn)能力、生產(chǎn)規(guī)模以及瓦斯儲存涌出情況確定。 山西 和順正邦良順 煤業(yè)有限公司 煤礦預計抽出最大純瓦斯量為： A、 地面低負壓抽放系統(tǒng)： Q 低 =B、 地面高負壓抽放系統(tǒng)： Q 高 = 確定瓦斯泵的流量 標準狀態(tài)下瓦斯泵流量按下式計算 ； Qb= KXQ? 式中： Qb—— 標準狀態(tài)下瓦斯泵計算流量， m3/min； Q—— 最大抽采瓦斯純量， m3/min； X —— 瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋?%）；低負壓抽放瓦斯?jié)舛? 取 10%，高負壓瓦斯抽放濃度取 10%； η —— 瓦斯泵的機械效率 （ %） ，取 80%； K —— 抽采能力富余系數(shù)，取 K= 則： A、 地面低負壓抽放系統(tǒng)： Q 泵 = KXQ?= ?179。 =B、 地面高負壓抽放系統(tǒng)： 27 Q 泵 = KXQ?= ?179。 =確定瓦斯泵的壓力 瓦斯泵的壓力就是從井下鉆孔開始，經(jīng)過抽放管路到瓦斯泵，再從瓦斯泵到利用的全部阻力損失，即必須克服管路阻力，鉆孔所需的負壓和送氣的正壓之和。包括以下幾個方面： a）井下最長管路（即最大管路阻力系統(tǒng)）至瓦斯泵入口之間的摩擦阻力損失。 b）該管路中的局部阻力損失。 c）在鉆孔 口所形成的負壓 根據(jù)煤層透氣性，抽放鉆孔層位，鉆孔封孔質(zhì)量，抽放本煤層瓦斯鉆孔負壓取 13000 Pa ；抽放鄰近層負壓取 5000 Pa；抽放采空區(qū)鉆孔負壓取 5000 Pa。 抽放管路阻力計算公式如下： H=69179。 105(d?＋ 00Qd?)520dQL?00PTTP 式中： H—— 阻力損失， Pa； L—— 管 路 長度， m； Q0—— 標準狀態(tài)下的 混合 瓦斯流 量， m3/h； d—— 管道內(nèi)徑， mm； ν0 —— 標準狀態(tài)下的 混合 瓦斯運動粘度 ， m2/s； ρ —— 管道內(nèi) 混合瓦斯密度 ， kg/m2； Δ —— 管道內(nèi)壁的當量絕對粗糙度（ Δ ＝ 0. 1）， mm； P0—— 標準狀況下的大氣壓力 (101325)， Pa； P—— 管道內(nèi)氣體的絕對壓力， Pa； T—— 管道中的氣體溫度為 t時的絕對溫度（ T=273＋ t）， K； T0—— 標準狀態(tài)下的絕對溫度（ T０ =273＋ 20）， K； t—— 管道內(nèi)氣體的溫度。 （℃） 局部阻力一般按總阻力的 10～ 20%考慮，按 20％考慮。 確定礦井抽放系統(tǒng)服務期 間最困難管線為： 28 地面抽放泵站→回風立井→沿回風大巷到礦井最西部邊界。 抽放最困難時 瓦斯抽 放管路 系統(tǒng) 示意 圖 見圖 611 29 圖 611 抽放最困難時 瓦斯抽 放管路 系統(tǒng) 示意 圖抽 放泵 站 回 風 井采 空 區(qū) 支 管 Φ 2 1 9 6高 抽 巷 支 管 Φ 2 7 3 6245m4 0 0 0 m1 0 0 0 m1 0 0 m1 0 0 m1 0 0 0 m工 作 面 回 風 巷 本 煤 層 支 管 Φ 3 2 5 61 0 0 m上 隅 角 支 管 Φ 2 1 9 6低 負 壓 系 統(tǒng) 主 管 Φ 5 2 9 1 0高 負 壓 系 統(tǒng) 主 管 Φ 5 2 9 1 0 30 A、地面低負壓抽放系統(tǒng)最困難阻力計算結(jié)果見表 611 表 611 抽放管類別 d(mm) L(m) Q(m3/h) Vo(m2/s) ρ(kg/m2) Hm(Pa) 主管 509 4000 5306 4518 支管 207 1000 835 3072 合計 7591 B、地面高負壓抽放系統(tǒng)阻力見表 612 表 612 抽放管類別 d(mm) L(m) Q(m3/h) Vo(m2/s) ρ(kg/m2) Hm(Pa) 主 管 509 4000 3613 2223 支管 313 1000 2844 4158 合計 6381 局部阻力損失計算 局部阻力一般按總阻力的 10～ 20%考慮，取 20％ : 地面低負壓抽放系 統(tǒng)： hj=7591179。 =1518Pa 地面高負壓抽放系統(tǒng)： hj=6381179。 =1276 Pa 總阻力損失計算 地面低負壓抽放系統(tǒng)： h 總 =7591+1518=9109Pa 地面高負壓抽放系統(tǒng)： h 總 =6381+1276=7657 Pa 瓦斯泵壓力計算公式為： H泵 =(h孔 +h 總 +h 正 )178。 K 式中： H 泵 — 瓦斯抽放泵所需壓力， Pa； K— 壓力備用系數(shù)， K=； h孔 — 抽放鉆孔所需壓力， Pa；抽放本煤層瓦斯鉆孔負壓取 13000 Pa ； 31 抽放采空區(qū)負壓取 5000 Pa；抽 放鄰近層負壓取 5000 Pa； h總 — 抽放管路總阻力損失， Pa； h正 — 瓦斯泵出口正壓， pa，取 2021Pa。 則： A、地面低負壓抽放系統(tǒng)： H泵 =(h孔 +h 總 +h 正 )178。 K=(5000+9109+2021)179。 =19331 Pa B、地面高負壓抽放系統(tǒng)： H泵 =(h孔 +h 總 +h 正 )178。 K=(13000+7657+2021)179。 =27188Pa 工作狀態(tài)下的抽放量換算 因目前我國的真空泵曲線都是按工況狀態(tài)下的流量繪制的，所以還需按下式把標準狀態(tài)下的抽采泵流量換算成工況狀態(tài)下的流量。 Qg＝ Qb00PTTP 式中： Qg— 工況狀態(tài)下的瓦斯泵流量， m3/min； Qb— 標準狀態(tài)下的瓦斯泵流量， m3/min； P— 瓦斯泵入口絕對壓力， Pa； 當?shù)卮髿鈮毫?87400Pa； 低負壓抽放系統(tǒng) : 87400－ 19331=68069 Pa； 高負壓抽放系統(tǒng) : 87400－ 27188=60212 Pa； Po— 標準大氣壓力 (P0=101325)， Pa； T — 瓦斯泵入口瓦斯的絕對溫度 (T=273+ t)， K； To — 標準絕對溫度，（ 273+20） K 。 t — 瓦斯泵入口 瓦斯的溫度， ℃ 。 取瓦斯泵入口溫度 t＝ 20℃ ,則： 地面低負壓瓦斯抽放系統(tǒng)： Qg＝ Qb00PTTP=179。29368069 293101325??=瓦斯泵 工況 流量 m3/min、吸氣壓力（絕壓） 68069Pa 32 地面高負壓抽放系統(tǒng)： Qg＝ Qb00PTTP=179。29360212 293101325??= m3/min 瓦斯泵 工況 流量 m3/min、吸氣壓力（ 絕壓） 60212Pa 確定瓦斯抽放泵 根據(jù)《煤礦瓦斯抽采達標暫行規(guī)定》（安監(jiān)總煤裝〔 2021〕 163 號）的規(guī)定： “第十五條 泵站的裝機能力和管網(wǎng)能力應當滿足瓦斯抽采達標的要求。備用泵能力不得小于運行泵中最大一臺單泵的能力；運行泵的裝機能力不得小于瓦斯抽采達標時應抽采瓦斯量對應工況流量的 2 倍，即： 100179。抽采達標時抽采量179。標準大氣壓 2179。 抽采瓦斯?jié)舛?79。（當?shù)卮髿鈮?泵運行負壓） 預抽瓦斯鉆孔的孔口負壓不得低 于 13kPa，卸壓瓦斯抽采鉆孔的孔口負壓不得低于 5kPa?！? 低負壓系統(tǒng)： =209m3/min＜ 290 m3/min； 高負壓系統(tǒng)： =148m3/min＜ 210 m3/min； 通過計算得到的壓力、流量，參考《煤礦瓦斯治理經(jīng)驗五十條》（國家發(fā)展和改革委員會178。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局178。國家煤礦安全監(jiān)察局文件；發(fā)改能源 [2021]457 號）第三十二條的內(nèi)容：優(yōu)選瓦斯抽采設備，實現(xiàn)抽采系統(tǒng)能力最大化，作到“大流量 、多抽泵、大管徑、多回路”的經(jīng)驗，結(jié)合礦方的實際情況綜合考慮，本設計變更為： 山西 和順正邦良順 煤業(yè)有限公司 煤礦在地面建立高、低負壓瓦斯抽放系統(tǒng)。 低負壓系統(tǒng)：瓦斯泵站安裝二臺 2BEC60 水環(huán)式真空泵 ,電機功率為 355kw，一臺運行，一臺備用。 高負壓系統(tǒng)：瓦斯泵站安裝二臺 2BEC50 水環(huán)式真空泵 ,電機功率為 280kw，一臺運行，一臺備用。 水環(huán)式真空泵可以通過更換電機提高抽放量。水環(huán)式真空泵技術參數(shù)見表613； 2179。 100179。 179。 101325 10179。 (8740016109) 2179。 100179。 179。 101325 10179。 (8740022657) 33 表 613 水環(huán)式真空泵技術參數(shù)表 型號 抽氣量 （ m3/min） 電機 功率 （ kW） 轉(zhuǎn)速 (r/min) 外形尺寸 （長179。寬179。高 mm） 供水量 （ m3/h） 備注 2BEC50 210 280 380 2603179。 1580179。 1450 2BEC60 290 355 320 2837179。 1830179。 1720 2BEC60 性能曲線 2BEC50 性能曲線