采煤工作面瓦斯抽放設計方案doc

/41燃性材料支護。泵站與主要巷道及硐室的安全距離應滿足下列要求：<1）泵站與井筒、井底車場、主要運輸巷道、主要硐室，以及影響全礦井或多個采區(qū)通風的風門的法線距離不應低于60m。<2）泵站與行人巷道的法線距離不應低于35m。<3）泵站與地面或上下巷道的法線距離不應低于30m。泵站硐室應符合下列規(guī)定：<1）必須采用獨立通風。<2）必須有兩個供人員撤離的安全出口。<3）出口應設置向外開啟的防火、防爆門。<4）泵站內(nèi)除應設置消防管路系統(tǒng)，還應配備消防器材。<5）應設置完備的照明設施。硐室的規(guī)格尺寸，應符合泵站設備的運輸、安裝、工藝系統(tǒng)布置及檢修的要求。泵站的輸出管路宜通過礦井回風系統(tǒng)與地面泵房管路系統(tǒng)或放空管路相連接。當抽采出的瓦斯采用地面直接排空方式時，放空地點應根據(jù)礦井抽采系統(tǒng)的具體情況，結(jié)合地面的建筑設施確定。放空地點距井口和主要建筑物的距離不應小于50m，放空地點附近20m以內(nèi)嚴禁堆積易燃物和有明火。在排空管附近應安設避雷裝置和防爆炸、防回火等安全裝置。井下移動瓦斯抽采泵站應安設在抽采瓦斯地點附近的全風壓通風新鮮風流中，安設位置應滿足泵站運輸、安裝及檢修的要求。移動泵站抽出的瓦斯如果不并入礦井固定抽采系統(tǒng)的管道內(nèi)時，在抽采管路出□應設置柵欄和懸掛警戒牌。柵欄設置的位置，上風側(cè)應為管路出□外推5m，上、下風側(cè)柵欄間距不得小于35m。柵欄內(nèi)嚴禁人員通行及作業(yè)。移動泵站抽出的瓦斯如果排放到地面時，應符合本規(guī)范第7.2.6條的規(guī)定。移動泵站抽采的瓦斯在井下應引排到總回風巷、一翼回風巷或分區(qū)回風巷，并應保證稀釋后風流中的瓦斯?jié)舛确犀F(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定。4.2抽放管路的計算和選擇4.2.1抽放管路選型及阻力計算根據(jù)《AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對瓦斯抽放管路有如下要求：第5.4.1條：抽放管路系統(tǒng)應根據(jù)井下巷道的布置、抽放地點的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素確定，避免或減少主干管路系統(tǒng)的頻繁改動，確保管道運輸、安裝和維護方便，并應符合下列要求：——抽放管路通過的巷道曲線段少、距離短，管路安裝應平直，轉(zhuǎn)彎時角度不應大于50°；——抽放管路系統(tǒng)宜沿回風巷道或礦車不經(jīng)常通過的巷道布置；若設于主要運輸巷內(nèi)，在人行道側(cè)其架設高度不應小于1.8m,并固定在巷道壁上，與巷道壁的距離應滿足檢修要求；抽放瓦斯管件的外緣距巷道壁不宜小于0.1m；——當抽放設備或管路發(fā)生故障時,管路內(nèi)的瓦斯不得流入采掘工作面及機電硐室內(nèi)；——盡可能避免布置在車輛通行頻繁的主干道旁；——管徑要統(tǒng)一,變徑時必須設過渡節(jié)。第5.4.2條：抽放瓦斯管路的管徑應按最大流量分段計算,并與抽放設備能力相適應，抽放管路按安全流速為5~15m/s和最大通過流量來計算管徑，抽放系統(tǒng)管材的備用量可取10％。第5.4.3條：當采用專用鉆孔敷設抽放管路時,專用鉆孔直徑應比管道外形尺寸大100mm;當沿豎井敷設抽放管路時，應將管道固定在罐道梁上或?qū)Ｓ霉芗苌?。?.4.4條：抽放管路總阻力包括摩擦阻力和局部阻力;摩擦阻力可用低負壓瓦斯管路阻力公式計算;局部阻力可用估算法計算,一般取摩擦阻力的10％~20％。第5.4.5條：地面管路布置：——不得將抽放管路和自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設在同一條地溝內(nèi);——主干管應與城市及礦區(qū)的發(fā)展規(guī)劃和建筑布置相結(jié)合;——抽放管道與地上、下建（構(gòu)＞筑物及設施的間距，應符合《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》的有關規(guī)定；——瓦斯管道不得從地下穿過房屋或其它建（構(gòu)＞筑物，一般情況下也不得穿過其它管網(wǎng)，當必須穿過其它管網(wǎng)時，應按有關規(guī)定采取措施。瓦斯抽放管徑選擇選擇瓦斯管徑，可按下式計算：D0.1457：Q＜13）V式中D—瓦斯管內(nèi)徑，m;Q—管內(nèi)瓦斯流量，m3/min;V—瓦斯在管路中的經(jīng)濟流速，m/s,—般取V=10~15m/s。喬'41915可得：D.1457■-0.1457：—0.4316血）V15抽采管路壁厚選擇：選擇管路壁厚可按下式計算：Pd匸式中：§管路壁厚＜mm）;P管路最大工作壓力＜MPa）;d管路內(nèi)徑＜mm）;[a]――容許壓力＜MPa），可取屈服極限強度的60%;缺少比值時，鑄鐵管可取20MPa，焊接鋼管可取60MPa，無縫鋼管可取80MPa。管路最大工作取5Mpa,容許壓力取80Mpa,d=P*d/2[a]=5x431.6/2x80=13.5mm

第五章瓦斯泵選型第五章瓦斯泵選型5.1抽放系統(tǒng)管道阻力計算管路摩擦阻力計算計算直管摩擦阻力，可按下式計算：9.8LQ29.8LQ2zkD50式中H—阻力損失,Pa;L—直管長度,m;Q—瓦斯流量，m3/h;-<14)D管道內(nèi)徑，cm;k0――系數(shù)，見表4;D——混合瓦斯對空氣的相對密度，見表5。H=9.815000.988187.2187.2〔7499792}Z0.5114.165^5表4不同管徑的系數(shù)K0值通稱管徑mm152025324050K值0.460.470.480.490.500.52通稱管徑mm7080100125150180以上K值0.550.570.620.670.700.71局部阻力可□用估算法計算，一般摩擦阻力的10%一20%。管路系統(tǒng)長，網(wǎng)絡復雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。管道局部阻力計算局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力的10%~20%。管路系統(tǒng)長，網(wǎng)絡復雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。局部阻力計算＜管路局部阻力損失按直管阻力損失15%計算）總局部阻力H=HxO.15(Pa)局總直總總局部阻力損失=1749.9792x0.15=262.4969Pa5.1.3管網(wǎng)總阻力計算：管網(wǎng)總阻力損失H=H+H(Pa)=262.4969+1749.9792=2018.476Pa總直總局總表5在OC及105Pa氣壓時的值瓦斯?jié)舛?0123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9640.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8980.8930.8890.8840.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.8220.8170.8130.8080.8040.7990.7950.7910.7860.782500.7770.7730.7680.7640.7590.7550.7500.7460.7420.737600.7330.7280.7240.7190.7150.7100.7060.7010.6970.693700.6880.6840.6790.6750.6700.6660.6610.6570.6520.648800.6440.6390.6350.6300.6260.6210.6170.6120.6080.603900.5990.5950.5900.5860.5810.5770.5720.5680.5630.5591000.5545.2瓦斯泵流量和壓力計算5.2.1瓦斯泵選型確定規(guī)定根據(jù)《AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對瓦斯抽放設備有如下要求：5.5.1條：礦井抽放瓦斯設備的能力，應滿足礦井抽放瓦斯期間或在抽放瓦斯設備服務年限內(nèi)所達到的開采范圍的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且應有不小于15％的富裕能力。礦井抽放系統(tǒng)的總阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計算，抽放瓦斯系統(tǒng)應不出現(xiàn)正壓狀態(tài)。選型原則根據(jù)以上規(guī)定，瓦斯泵選型原則為：⑴瓦斯泵的流量必須滿足礦井抽放期間預計最大瓦斯抽出量的需求；⑵瓦斯泵的負壓能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；⑶具有良好的真空度；⑷抽放設備配備電機必須防爆。計算方法⑴瓦斯泵流量計算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統(tǒng)服務年限之內(nèi)最大抽放量的需要<15)100QK<15)Zx式中Q—抽放瓦斯泵的額定流量，m3/min;QZ—礦井瓦斯最大抽放總量〈純量)，m3/min;2.26x—礦井抽放瓦斯?jié)舛?，?20%n—瓦斯抽放泵的機械效率，一般取0.8；K—備用系數(shù)，K=1.2。100QK0.3721.2Qz=2.79m3/minx0.20.8⑵瓦斯泵壓力計算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵，再到釋放點所產(chǎn)生的全部阻力損失。H(HH)K入出[(hhh)(hhh)]K<16)入摩入局鉆負出摩出局出正(hhhh)K摩局鉆負出正式中H—瓦斯抽放壓力，Pa;H—井下負壓段管路全部阻力損失，Pa;入H—井上正壓段管路全部阻力損失，Pa;出K—壓力備用系數(shù)，取K=1.2;h—井下負壓段管路摩擦阻力損失，Pa;入摩h—井下負壓段管路局部阻力損失，Pa;入局h-井下抽放鉆場或鉆孔孔□必須造成的負壓，Pa;根據(jù)經(jīng)驗，對于鉆負非卸壓煤層可取h〉13kPa;對于卸壓煤層可取h〉6.7kPa;鉆負鉆負對于采空區(qū)瓦斯抽放，孔口負壓不可太高，以免引起采空區(qū)煤的自燃;h—井上正壓段管路摩擦阻力損失，Pa;出摩h—井上正壓段管路局部阻力損失，Pa；出局h—用戶在瓦斯出□所需的正壓，，Pa；出正h—井上、下管路最大總摩擦阻力損失，Pa;摩h—井上、下管路最大總局部阻力損失，Pa。局HHHK[(hhh)(hhh)]K(2012.4761130001000)1.218134.9713Pa⑶瓦斯抽放泵真空度計算i100H/101325＜17)泵式中i――瓦斯抽放泵的真空度，%；H泵一瓦斯抽放泵提供的最大負壓，Pa，其值可通過式＜17)進行計算。i100H/101325=17.9%泵瓦斯泵類型i100H/101325泵目前國內(nèi)使用的瓦斯泵類型主要有：⑴離心式鼓風機;⑵回轉(zhuǎn)式鼓風機(包括羅茨鼓風機、葉式鼓風機、滑板式壓氣機等〉；⑶水環(huán)真空壓縮機;⑷往復式壓氣機(只用于地面正壓輸送瓦斯＞。表6各類瓦斯泵的特點及適用條件類型優(yōu)點缺點適用條件

離心式鼓風機1運轉(zhuǎn)可靠，不易出故障,2運行平穩(wěn)，供氣均勻，便于維修，保養(yǎng)，使用壽命長。3流量大，最大可達1200m3/min。1工作效率低，兩臺并聯(lián)運轉(zhuǎn)，性能較差。2相同的功率，流量,壓力與回轉(zhuǎn)式鼓風機相比，成本高1.5~2倍。1適用于瓦斯流量大(800~1200m3/min>,負壓要求高(4000~50000Pa>的抽放瓦斯礦井。2可作為正壓鼓風輸往用戶，同時又可作為負壓抽出瓦斯。回轉(zhuǎn)式鼓風機1流量不受阻力變化的明顯影響，接近一個常數(shù)。2運行穩(wěn)定，供氣均勻，效率高，便于保養(yǎng)。3相同功率，流量和壓力的瓦斯泵成本只是離心泵的70~80%1檢修工藝復雜，機械加工要求較高。2運轉(zhuǎn)中噪音大。3壓力高時，漏氣大,磨損較嚴重。4轉(zhuǎn)子表面易粘灰塵，需定期清洗1因壓力改變時流量不變，故適用于用戶要求流量穩(wěn)定的工藝過程。2適用于瓦斯流量大(1~600m3/min>,負壓高(20000~90000Pa>的抽放瓦斯礦井。3空氣冷卻的鼓風機適用于缺水的地方水環(huán)式真空壓縮機1真空度高，且可正壓輸出。2工作水不斷帶走氣體壓送時產(chǎn)生的熱量，泵題不會升溫發(fā)。，當抽出瓦斯?jié)舛冗_到爆炸界限時，也沒有爆炸危險。3結(jié)構(gòu)簡單,運轉(zhuǎn)可靠，平穩(wěn)，供氣均勻。4將負壓抽出和正壓輸出合二為一,-般不需另設正壓輸出設備需要提供工作水1單機瓦斯抽出量由1.8~450m3/min,適用范圍廣，煤層透氣性低，管路阻力大，需要高負壓抽放的礦井。2適用于負壓抽出瓦斯。3適用于瓦斯?jié)舛冉?jīng)常變化的礦井,特別適用于濃度變化較大的鄰近層抽放礦井往復式壓氣機1最大特點是加壓能力大，最大出□壓力可達800kPa。2流量只與轉(zhuǎn)數(shù)成正比，而與壓力無直接關系1機械體積大,重量大，占地多，造價高。2供氣不均勻,有沖擊震動和脈動。3有曲柄，聯(lián)桿裝置，不能直接與電動機連接,轉(zhuǎn)速低。4活塞與氣缸經(jīng)常摩擦，磨損快1適用于輸出流量不大(50m3/min以下〉，但需要高壓(400~600>,輸送瓦斯的礦井。2只用于正壓輸送瓦斯，不能作為負壓抽出瓦斯用輔助設備抽放管路附屬裝置及設施安裝應符合以下要求：——主管、分管、支管及其與鉆場連接處應裝設瓦斯計量裝置；——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；——在抽放管路的適當部位應設置除渣裝置和測壓裝置；——抽放管路分岔處應設置控制閥門，閥門規(guī)格應與安裝地點的管徑相匹配；——地面主管上的閥門應設置在地表下用不燃性材料砌成，不透水的觀察井內(nèi)，其間距為500m_1000mo抽放管路應保持一定的坡度，一般不小于l%o--在傾斜巷道中，管路應設防滑卡，其間距可根據(jù)巷道坡度確定，對280以下的斜巷，間距一般取15m-20m。--抽放管路應有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施。--通往井下的抽放管路應采取防雷措施。--抽放瓦斯管路必須進行防腐處理，外部涂紅色以示區(qū)別。第六章工作面瓦斯抽放安全技術(shù)措施6.1瓦斯抽放管理礦井瓦斯抽放工作由企業(yè)總工程師負全面技術(shù)責任，應定期檢查、平衡抽放瓦斯工作：負責組織編制、審批、實施、檢查抽放瓦斯工作長遠規(guī)劃、年度計劃和安全技術(shù)措施，保證抽放瓦斯工作的正常銜接，做到“掘、抽、采”平衡。企業(yè)行政正、副職負責落實和檢查所分管范圍內(nèi)的有關抽放瓦斯工作；企業(yè)各職能部門負責人對本職范圍內(nèi)的抽放瓦斯工作負責。抽放瓦斯所需要的費用、材料和設備等，必須列入企業(yè)財務、供應計劃和生產(chǎn)計劃。煤炭企業(yè)必須配備專業(yè)技術(shù)人員，負責瓦斯抽放日常管理，總結(jié)分析抽放瓦斯效果，研究和改進抽放技術(shù)，組織新技術(shù)推廣等。6.1.1瓦斯抽放管理及規(guī)章制度抽放瓦斯礦井必須建立健全崗位責任制、鉆孔鉆場檢查管理制度、抽放工程質(zhì)量驗收等相關制度。6.1.2瓦斯抽放人員配備抽放瓦斯礦井必須建立專門的瓦斯抽放隊伍，負責打鉆、管路安裝回收等工程的施工和瓦斯抽放參數(shù)測定等工作。6.1.3瓦斯抽放技術(shù)資料抽放瓦斯礦井必須有下列圖紙和技術(shù)資料：⑴圖紙：1＞抽放瓦斯系統(tǒng)圖；2＞泵站平面與管網(wǎng)（包括閥門、安全裝備、檢測儀表、放水器等＞布置圖：3＞抽放鉆場及鉆孔布置圖；4＞泵站供電系統(tǒng)圖。⑵記錄：①抽放工程和鉆孔施工記錄；②抽放參數(shù)測定記錄：③泵房值班記錄。⑶報表：抽放工程年、季、月報表；抽放量年、季、月、旬報表。⑷臺賬抽放設備管理臺賬；抽放工程管理臺賬；抽放瓦斯系統(tǒng)和抽放參數(shù)、抽放量管理臺賬。⑸報告：礦井和采區(qū)抽放工程設計文件及竣工報告；瓦斯抽放總結(jié)與分析報告。6.1.4抽放瓦斯管理要求加強瓦斯抽放參數(shù)＜抽放量、瓦斯?jié)舛?、負壓、正壓、大氣壓、溫度等）的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題時，及時處理。抽放量的計算用大氣壓為101.325kPa、溫度為20C時標準狀態(tài)下的數(shù)值?！岸啻蚩?、嚴封、綜合抽”是加強瓦斯抽放工作的方向。瓦斯抽放礦井應增加瓦斯抽放鉆孔量，提高瓦斯管路敷設質(zhì)量、嚴密封孔及對多瓦斯源礦井＜工作面）采用綜合抽放方法，以提高抽放效果。永久抽放系統(tǒng)的年瓦斯抽放量應不小于100萬m3，移動泵站不小于10萬m3。瓦斯抽出率：——預抽煤層瓦斯的礦井：礦井抽出率應不小于20%，回采工作面抽出率應不小于25%；——鄰近層卸壓瓦斯抽放的礦井：礦井抽出率應不小于35%，回采工作面抽出率應不小于45%；——采用綜合抽放方法的礦井：礦井抽出率應不小于30%；——煤與瓦斯突出礦井預抽煤層瓦斯后，突出煤層的瓦斯含量應小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量或?qū)⒚簩油咚箟毫抵?.74Mpa以下。6.2井下固定瓦斯抽采泵站井下固定瓦斯抽采泵站的位置應選擇在穩(wěn)定、堅硬的巖層中，并宜避開較大的斷層、含水層、松軟巖層、煤與瓦斯突出煤層，不應受采動影響，并應采用不燃性材料支護。6.2.1泵站與主要巷道及硐室的安全距離應滿足下列要求：1）泵站與井筒、井底車場、主要運輸巷道、主要硐室，以及影響全礦井或多個采區(qū)通風的風門的法線距離不應低于60m。2）泵站與行人巷道的法線距離不應低于35m。3）泵站與地面或上下巷道的法線距離不應低于30m。6.2.2泵站硐室應符合下列規(guī)定：1）必須采用獨立通風。2）必須有兩個供人員撤離的安全出口。3）出口應設置向外開啟的防火、防爆門。4）泵站內(nèi)除應設置消防管路系統(tǒng)，還應配備消防器材。5）應設置完備的照明設施。6.2.2其他規(guī)定硐室的規(guī)格尺寸，應符合泵站設備的運輸、安裝、工藝系統(tǒng)布置及檢修的要求。泵站的輸出管路宜通過礦井回風系統(tǒng)與地面泵房管路系統(tǒng)或放空管路相連接。當抽采出的瓦斯采用地面直接排空方式時，放空地點應根據(jù)礦井抽采系統(tǒng)的具體情況，結(jié)合地面的建筑設施確定。放空地點距井口和主要建筑物的距離不應小于50m，放空地點附近20m以內(nèi)嚴禁堆積易燃物和有明火。在排空管附近應安設避雷裝置和防爆炸、防回火等安全裝置。井下移動瓦斯抽采泵站井下移動瓦斯抽采泵站應安設在抽采瓦斯地點附近的全風壓通風新鮮風流中，安設位置應滿足泵站運輸、安裝及檢修的要求。移動泵站抽出的瓦斯如