礦井瓦斯抽采系統(tǒng)計算及設備選型

1、礦井瓦斯抽采系統(tǒng)計算及設備選型第一節(jié) 抽采管路系統(tǒng)的選擇及計算一 、管路敷設及安裝的要求1、抽采管路通過的巷道曲線段少、距離短。地面埋設的無縫鋼管瓦 斯管道必須進行防腐處理； 采用礦用聚乙烯塑料管作抽采管的必須要 與其它管道有明顯的區(qū)別標志。2、抽采管路設于主要運輸巷內(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；抽采瓦 斯管件的外緣距巷道壁不宜小于 0.1m。3、主管、干管、支管及其與鉆場連接處應裝設瓦斯計量裝置。4、抽采鉆場、門框架、低洼、溫度突變處及沿管路適當距離（間距一般為200m300m,最大不超過500m）,應設置放水器。5、在抽采管路的適

2、當部位應設置除渣裝置和測壓裝置。6、抽采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。7、主管上的閥門應設置在井下主要分區(qū)點,確保每點進行撤安管路 時,不影響其它區(qū)域的正常抽采,并便于人員操作。&抽采管路應根據(jù)巷道保持一定的坡度，一般不小于3%。的流水坡度。9、凡遇跨越巷道時,抽采管路安裝設置門框架,門框架設置要求以 不影響行車,行人為準。10、管路要托掛或墊起，吊掛要平直，拐彎處設彎頭，不拐急彎。管 子的接頭接口要擰緊， 用法蘭盤連接的管子必須加墊圈， 做到不漏氣、 不漏水。11、在傾斜和水平巷道中安設管路時，必須先安管子托架，管托架間距不大于10m，要接好一節(jié)運一節(jié)

3、，并把接好的管子用卡子或 810 號鐵絲卡在或綁在預先打好的管子托架上。12、在有電纜的巷道內(nèi)鋪設管路時，應鋪設在電纜的另一側(cè)，嚴禁瓦 斯管路與電纜同側(cè)吊掛。13、 新安裝或更換的管路要進行漏氣和漏水實驗， 凡漏氣和漏水的不 能使用。拆除或更換瓦斯管路時， 必須把計劃拆除的管路與在使用的 管路用閘閥或閘門隔開，瓦斯管路內(nèi)的瓦斯排除后方可動工拆除。14、 地面敷設管路及附屬設施除符合井下管路的有關(guān)要求外，尚需符 合下列要求：冬季寒冷時應采取防凍措施； 瓦斯管路不宜沿車輛來往繁忙的主要交通干線敷設；瓦斯管路不充許與自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明 電纜和電話線纜等敷設于一個地溝內(nèi)； 在空

4、曠的地帶敷設瓦斯管路時， 應考慮未來的發(fā)展規(guī)劃和建筑物的 布置情況；瓦斯主管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1.5m，距鐵路大于4m，距木電線桿大于2m;瓦斯管路與其它建筑物相交時，其垂直距離大于0.15m，與動力電纜、照明電纜和電話線大于0.5m,且距相交構(gòu)筑物2m范圍內(nèi)，管路 不準有接頭。二、地面管路安裝抽采管（地面部分）防腐技術(shù)要求：1、抽采管防腐技術(shù)要求：先在地面進行除銹,清掃干凈后刷兩 遍防銹漆,一遍紅色面漆,并在地面曬干 48h 后,才能進行安裝,安 裝完畢后,再補刷一次紅油漆。2、需埋設地下的抽采管防腐技術(shù)要求：先在進行除銹,清掃干 凈后,刷二遍

5、瀝清, 23h 后再用沙布包裹,然后再刷一遍瀝清。并 在地面曬干 48h 才能安裝, 安裝完畢后, 再進行補刷一次瀝清后進行 埋設。3、 地面部分（井口至抽采泵站）抽采管采用 DN250 無縫鋼管。 采用混凝土筑柱墩方式沿進瓦斯抽采泵房簡易公路上側(cè)安裝, 且每個 柱墩預埋 40mm的圓鋼作為基礎(chǔ)。每個柱墩的斜面在一個平面上且 中心線必須在一條直線上，柱墩基礎(chǔ)掏槽見硬底。磚墩的規(guī)格（長 X 寬高）為 700X600X600 mm。三、井下管路安裝本礦井安排對一采區(qū)的采煤工作面、采空區(qū)管路安裝如下：1、井下沿主平硐、+850m運輸大巷、集中人行上山、+950m運輸 大巷、一采區(qū)人行上山敷設 DN2

6、50P主管，采用錨圈吊裝抽采管。2、 沿一采區(qū)回風石門、人行上山聯(lián)絡石門敷設DN150、 DN125PE 干管采用錨圈吊裝抽采管。3、一采區(qū)中工作面運輸巷、 回風巷抽采支管使用 DN100、DN125PE支管，采用8號鐵絲吊掛抽采管，鐵絲吊掛的間距為5.0m,鐵絲捆在金屬支架上吊掛PE管，并且牢固。三、管徑計算及管材的確定 瓦斯抽采管路是決定抽采投資和抽采效果的重要因素。 瓦斯抽采管路 直徑的選擇根據(jù)抽采管路服務的范圍和所負擔抽采量的大小， 以管路 中的最大混合瓦斯流量為依據(jù)，并且安全、經(jīng)濟流速宜控制在5m/s 15m/s之間，其管徑按下式計算：1/2D=145.7X (Q+V)式中：D瓦斯管

7、內(nèi)徑，mmQ瓦斯管內(nèi)最大混合瓦斯流量，m/min ;V管內(nèi)氣體合理平均流動速度，m/s;按照大管徑流速取大值、 小管徑流速取小值， 管路系統(tǒng)較長者流速取 小值、管路系統(tǒng)較短者流速取大值的原則選取經(jīng)濟流速。 設計礦井瓦 斯抽采總量 5m3/min ，由于考慮到后期深部水平延伸時，可能會增加 瓦斯抽采總量、 抽放管路加長等因素。 設計管路流速取允許流速 10 15m/s的中間值，以后若瓦斯抽采總量增加、抽放管路加長，還可通 過提高管路流速來滿足系統(tǒng)擴能。因此，本礦井管路、設備選擇暫按 礦井瓦斯抽采總量 5m3/min 、管路流速 10m/s 為依據(jù)進行計算。抽采 瓦斯管徑計算結(jié)果見表 6-1-1

8、。表 6-1-1 地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)抽采管徑計算結(jié)果表管路名稱純瓦斯 流量m3/min瓦斯?jié)舛?混合瓦斯流量m3/min氣體流速m/s管道內(nèi)徑mm備注主管53016.6710188.12地面及井下主管（布置于地面、主平硐、運輸大巷）干70采空區(qū)干管（布置于回風石門）干管22306.6710118.99機巷本層抽采干管（布置于人行聯(lián)絡石門）支管11.530510103.03采空區(qū)支管（布置于各工作面回風巷）支管21303.331084.08機巷本層抽采支管（布置于各工作面運輸巷）四、管材選擇經(jīng)計算得主管 D> 188.12mm干管（1） D> 145.70

9、m,干管（2） D> 118.99m,支管（1） D> 103.03m,支管（2） D> 84.08m。根據(jù)計 算的出的管道內(nèi)徑，確定抽采管井下選用具有煤安標志的、抗靜電、 阻燃、抗腐蝕的PE管。其抽采管道型號為：主管 DN250（布置于主 平硐、運輸大巷、集中上山）、干管（1） DN150（布置于回風石門）、 干管（2）DN125（布置于人行聯(lián)絡石門），支管（1）DN125（布置于 工作面回風巷，用于采空區(qū)抽采）、支管（2）DN100（布置于工作面 運輸巷，用于機巷順層抽采）。地面主管選用DN250抗酸性腐蝕的無 縫鋼管。瓦斯抽采孔內(nèi)埋管選用具有煤安標志的抗靜電、阻燃的DN

10、40膠管，每根長10m五、管路阻力計算管路阻力計算應選擇抽采系統(tǒng)服務年限內(nèi)一條阻力最大的管路進行 計算。根據(jù)該礦井開拓布置，采到礦井三采區(qū)的邊界采面作為計算礦 井瓦斯管路最大阻力，預計最長抽采路線負壓端管路長 5000m (其中 地面段預計600m),局部阻力以管道總摩擦阻力的15%計，鉆場負壓取 25000P&管道摩擦總阻力計算管道摩擦阻力采用下式計算，其管道摩擦阻力計算結(jié)果見表5-3-1。H=9.8L(Q/C) /KoD5式中：H 管路阻力，Pa;L管路長度，m;Q瓦斯流量，m3/h;C 瓦斯抽米濃度；混合瓦斯對空氣的相對密度取 0.866;Ko 系數(shù)，取值見表6-4-3;D管材內(nèi)

11、徑，cm;表6-1-2抽采管路直管阻力計算表管路Q(m3/h)C(%)Q 混(Q/C)(m3/h)D(cm)K0L(m)H(Pa)名稱主管0.866300301000250.7239004707干管10.86618030600150.713501983支管10.866903030012.50.689003313干管20.8661203040012.50.682001309支管20.8666030200100.639004850合計最大500010866表6-1-3管路系數(shù)Ko值表管徑(mm)3240507080100125150> 150D0.50.510.530.560.580.630.680.710.72從表6-1-3中可以得出，礦井抽采管道的摩擦阻力為:H 摩=4707+1309+4850=10866Pa局部阻力損失計算管