内蒙某矿抽放主要设备及附属清单.doc

瓦斯抽放设计草案 根据该矿数据瓦斯绝对对涌出量为4.5m3/min,工作面风量为400m3/min。按照采区回风巷瓦斯浓度0.8，通过计算工作面通风量能够稀释掉工作面采煤产生的瓦斯量为4000.0083.2 m3/min。还剩1.3 m3/min自然通风不能解决。工作面瓦斯主要来源于工作面采落煤析出瓦斯和采空区落煤、预留煤柱析出瓦斯，顶板围岩和临近层瓦斯涌入。根据实际情况工作面采落煤析出瓦斯采用自然通风可以稀释掉。剩余的瓦斯聚集在采空区，造成隅角瓦斯超限，只有通过上隅角插管抽放来解决。 根据矿方现场具体情况和选择具体抽放瓦斯方法时应遵循如下原则 1、选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件； 2、应根据瓦斯来源及涌出构成情况，选择抽放瓦斯方法； 3、有利于减少井巷工程量，实现抽放巷道与开采巷道相结合； 4、选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道布置与维修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本； 5、所选择的抽放方法应有利于抽放工程施工、抽放管路敷设以及抽放时间增加 我方建议采用上隅角插管直接抽放的方法来解决这一问题。上隅角直接插管，排气直接进采区回风巷。负压端管路为2000m，正压端管路为200m。 管路及泵站选型 瓦斯抽放管路及设备选型主要与设计流量有关，所需抽放瓦斯纯量为0.8 m3/min根据计算公式Q混100*Q纯/x其中x为抽放管道内浓度，以往瓦斯治理经验。隅角直接插管抽放时管道内浓度相对较低一般为的3左右。该矿按照2.5计算所需抽放混合量为Q混100*1.3/2.552 m3/min。 主管路管径选择采用如下公式计算 D0.1457Q/V0.5 --------------（1） 式中D 管道内径，m。 Q 管内混合气体流量，m3/min ； V 管内气体流速，m/s，取V10～15m/s。 根据各瓦斯抽放管内预计的瓦斯流量Q52 m3/min，V15m/s。按式（1）计算选择的抽放管直径为φ250mm瓦斯抽放管可采用热轧无缝钢管（YB231-70）或焊缝管壁厚不小6mm。 抽放管道阻力计算 抽放管道阻力计算公式如下 Hy9.81L.r.Q2/K.D5----------（2） 式中Hy沿程阻力，Pa； L管路长度，m； r混合气体对空气密度比； Q管道内气体流量， m3/h； D瓦斯管内径，cm； K管径系数，K0.71。 局部阻力Hj按沿程阻力的15计算。 为了保证选用的瓦斯抽放泵能满足抽放系统最困难时期所需抽放负压，应选择抽放管道长度最长、阻力最大的抽放管线来计算矿井抽放系统总阻力。管路长度L为2200m，r为0.866，管道内气体流量Q为52m3/min,D为25cm根据公式（2）可得Hy26240 Pa 则总的抽放管道阻力为H总262401.15＝30176Pa 泵的选型 泵的流量QQ混/ηK -----------③ 式中Q混混合气体的流量， m3/min； η 泵的机械效率，η0.75； K 备用系数， Ｋ＝1.2 将数据代入③式得 Ｑ＝52/0.751.2＝83.2m3/min. 所需泵的压力H泵＝（H总＋H＋H排）Ｋ④ 式中 H 抽放口需要负压，Pa , 取 H ＝5000Pa； H排排气压力，Pa,取H排＝5000 Pa K备用系数， Ｋ＝1.2； 所以 H泵＝（3017650005000）1.2＝48211.2Pa则根据抽放所需流量和所需绝对压力查泵站的性能曲线图,确定选用ZWY85/110型矿用移动式瓦斯抽放泵站，该型号泵站在绝对压力为52.8KPa时的抽气量为84 m3/min.该型号泵站技术参数如表下表所示。 ZWY85/110型矿用移动式瓦斯抽放泵站 型号 耗水量 L/min 最大抽气量 m3/min 极限真空度 kPa 电机功率 KW 电压 （V） 外型尺寸 长宽高 ZWY85/110 150 85.0 -81.0 110 660 3.751.41.95 根据煤矿安全规程第一百四十六条的规定抽放瓦斯泵站及其附属设备，至少应有1套备用。故选用两台瓦斯抽放泵站，一台工作一台备用，还可两台并联同时抽放。 煤矿用瓦斯抽放泵站常规配置主要包括煤矿用瓦斯抽放泵站常规配置主要包括水环真空泵、矿用隔爆型三相异步电动机、衡水位控制装置及气水分离器、环境瓦斯检测装置、气体流量及负压测定装置、停水自动断电保护装置、磁化水装置、隔爆型真空电磁起动器、管路过滤装置及底盘车等组成。其结构简图如图2所示。 1.底盘车 2. 衡水位汽水分离器 3.电机 4、5.环境瓦斯检测装置 6.水环真空泵 7.停水断电及磁化水装置8. 磁力起动器 9.外壳 图2矿用移动式瓦斯抽放泵站皮带传动式结构简图 瓦斯抽放系统 管路敷设及管路附属设施 管路敷设要求 煤矿井下的环境条件较恶劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受压变形，空气湿润易锈蚀等，为此对煤矿井下抽放瓦斯管路的敷设有如下要求 1瓦斯管路应采取防腐、防锈蚀措施； 2倾斜巷道的瓦斯管路，应用卡子将管道固定在巷道支护上，以免下滑； 3管路敷设要求平直，尽量避免急弯；。 4管路敷设时，要考虑流水坡度即3‰的坡度，要求坡度尽量一致，避免高低起伏，低洼处需安装放水器； 5新敷设的管路要进行气密性 管路安装 井下管路安装敷设 井下抽放瓦斯管路敷设方法，如砌碹支护，采用悬臂吊挂安装方式或打支撑墩；可以采用吊挂或打支撑墩沿巷道底板敷设；可采用巷道侧帮吊挂安装等方式。托挂安装见图3，吊挂式安装见图4，井下支撑墩见图5。鉴于矿井的实际情况，最好采用托挂式或吊挂式安装方式来安装管路，这样可以减少龙门架的制作，降低工作量和管路的弯路减少了抽放阻力。 图3井下管路悬臂支撑敷设示意图 图4 井下管路吊挂敷设示意图 图5井下管路悬臂支撑敷设示意图 管路防腐、防锈 金属管路外表要先涂刷二层樟丹，再涂一层煤焦沥青漆。 管路附属设施 管路附属设施主要包括如下设备 1、抽放管路低洼处要安装放水器。 2、抽放管路上配置控制阀门、测压嘴、等。 3、泵站配置U型管水柱计、高负压取样器、流量及负压测定装置、压力表等检测仪、。具体如下 1在抽放管路上设置测压嘴，以便经常观测抽放管内的压力。测压孔高度设计为20mm，选用内径6mm的紫铜管，在安装管路之前预先焊上，平时用密封罩罩住或用细胶管套紧捆死，以防漏气。测压嘴还可作为取气样孔，取出气体进行气体成分分析。 2计量装置瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一个重要参数，气体流量及负压测定装置用以测定瓦斯抽放管路中的瓦斯流量。其结构简图如图6所示。当气体经管路通过孔板时，在孔板两侧产生压差，通过压差可以计算出管路中气体的流量。 采用下列公式对 泵站抽气量进行计算 qv K 式中qv气体体积流量，m3/min； K 孔板系数（出厂时测定，给用户提供该抽放泵站的K值）； ΔhU型管水柱压差，mm。 图6 流量测定装置示意图 图7为压差和负压测定方法示意图，可采用1个U型压差计，和一块负压表测量。也可采用四通阀流量压差计。 图7 瓦斯抽放流量、负压等参数测定示意图 3 放水装置 放水装置分为正压自动放水器和负压自动放水器，根据抽放管线布置图及安装方式，负压管路上放水装置需在每个低洼处放置一个负压自动放水器，正压管路需要在泵站排气端管路每个低洼处安装一台正压自动放水器。正压放水器安装见图8，负压放水器安装见图9。 图8正压放水器与抽放管路的连接图 图9 负压放水器与抽放管路连接图 瓦斯抽放泵洞室的布置 泵站安装 安装的地点应根据需要抽放的区域而定，一般就近安装确定将泵站安装有新鲜风流的巷道或洞室中。该矿泵站具体位置见下图 泵站洞室的具体要求 a、泵站洞室范围内不得堆放其它杂物，并能保证供水和方便排出积水； b、泵站洞室应有专门的供电系统，采用独立的两回路供电； c、泵站洞室通讯设备完好，并有直通矿井调度室的电话； d、泵站应配备必要的检测仪器，如U型压差计，100浓度瓦斯浓度测定仪，高负压取样器、负压表； e、供水系统,考虑到节能和水硬结垢问题初步采用循环水系统来供水。也可以用地面静压水供水,水压不能大于2～3个大气压，水不能有大的颗粒物,要连续供水。 f、泵站洞室大小15m5m3m长宽高 g、洞室内要铺设轨道，以便将来搬运。 泵站的具体安装步骤按照产品说明书进行。其泵站平面布置图见图10详细见附图1所示,。 泵站平面布置图 图10 抽放瓦斯泵洞室主要附属设施 抽放瓦斯泵站还应配置下列附属设施 1、泵洞室内设一座蓄水池，水池内设潜水泵向水环真空泵供水，抽放泵的回水再流到蓄水池，循环水的温度可能相对较高，可以向水池内注入冷水,保持水温不超过50℃。此外要求不间歇供水，对水泵性能要求较高。潜水泵扬程10m以上，每分钟供水量150L/min以上，（泵用水量约为150L/min），潜水泵选用2台，一台工作，一检修。蓄水池容积为2m3。 2、泵洞室内应安装防爆型照明灯；； 3、泵洞室内配置砂箱、灭火器等灭火器材。 4、泵洞室内配置各种规章制度 泵站的供电系统及通讯 供电系统 1、 供电系统总则 泵站供电管理参照掘进面的局扇的供电管理，要求“三专”，即专用变压器、专用线路、专用开关。根据矿井目前供电情况，电压为660伏，开关采用矿用防爆磁力起动器，供电采用专用电缆。 2、供电计算 1） 瓦斯泵供电电缆选择 108.3A 泵额定功率； Ue 电压； 需用系数，取0.9， 电机的加权平均功率因数，取0.8。 现选用U350（55mm2）125电缆，其长期允许负荷电流值为200A108.3A，满足要求。 2） 潜水泵电缆选择 潜水泵因功率较小，可选用310（10mm2）电缆。 3 开关 泵站自带磁力起动器。 电气系统接线图见图11，按660伏电压接线。 泵站通讯 在泵洞室内安装直达矿井调度室电话一部。 图11 抽放瓦斯管理 队伍组织 瓦斯抽放是一项较细致而又比较复杂的工作。为此矿应成立专业瓦斯抽放组，负责敷设管路、密闭施工等日常工程和日常瓦斯抽放参数测定工作。泵站看护每天三班倒，每班2人，一人看护泵站记录抽放瓦斯设备台帐、瓦斯抽放量台帐。一人检查管路和每个掘进面管路的瓦斯参数台帐、瓦斯抽放工程台帐（瓦斯员可以代替）。 图纸和技术资料 抽放瓦斯矿井必须具备下列图纸和技术资料 一、图纸 1、抽放瓦斯系统图； 2、泵站平面及管网（包括阀门、安全装备、检测仪表等）布置图； 3、泵站供电系统图。 二、记录 1、瓦斯抽放参数测定记录； 2、抽放泵值班记录。 三、报表 1、瓦斯抽放工程年、季、月、旬报表； 2、瓦斯抽放量年、季、月、旬、日报表。 四、台帐 1、抽放瓦斯设备台帐； 2、瓦斯抽放工程台帐； 3、瓦斯抽放量台帐。 五、报告 1、矿井和采区抽放工程设计文件及交工报告。 2、瓦斯抽放效果总结与分析报告。 6.3 管理与规章制度 一、管理制度 抽放瓦斯矿井要建立以下规章制度 1、抽放瓦斯设备检修制度； 2、抽放设备停、运联系制度； 3、工程质量验收制度； 4、抽放瓦斯基础参数定期检测制度； 5、抽放瓦斯效果检验制度。 二、规章制度 1、井下规章制度 1凡进行瓦斯抽放的工作面，必须由专门的设计部门设计说明书； 2敷设抽放管路的巷道，必须经常维护，保证抽放管路不被砸压或严重漏气； 3要建立瓦斯抽放观测制度，井下各点的瓦斯浓度、抽放负压、抽放量每天测定一次，三天进行一次全面观测，并填报抽放日报； 2、泵洞室规章制度 1 抽放瓦斯泵有专人负责，定期按规定检查负压、气量、浓度以及泵的运行状况等； 2附属设备要经常检查，发现问题及时处理，保证系统安全运行； 3瓦斯检定器要按规定进行定期校验； 4要注意瓦斯泵的日常维护与保养； 5遵守瓦斯泵的操作规程及时发现泵的运行故障。 常见的记录和报表格式 1、瓦斯抽放参数测定记录表，见表1-1； 2、抽放泵房值班记录表，见表1-2； 3、抽放瓦斯工程月报表，见表1-3； 4、斯抽放量旬（月、季、年）报表，见表1-4。 以上报表格式，可根据矿井的实际情况进行取舍和添加。 表1-1 瓦斯抽放参数测定记录表 日期 地点 浓度 负压 Pa 压差 Pa 温度 ℃ 气压 Pa 混合量 m3/min 纯量 m3/min 标准量 m3/min 测定人 备注 表1-2 抽放瓦斯泵洞室值班记录 年 月 日 运行泵号 号泵 检查 时间 抽放瓦斯系统 抽放瓦斯泵洞室 备注 浓度 负压 mmHg 孔板压差 mmH2o 流量 m3/min 泵轴温度 ℃ 气压 Pa 瓦斯浓度 温度 ℃ 表 1-3 瓦斯抽放工程月报表 工作 地点 工程 名称 工程 描述 工程 单位 工程量 计划 完成率 存在 问题 通风科长 总工程师 矿长 表1-4 矿井瓦斯抽放量旬报表 序号 地点 负压 mmHg 浓度 温度 ℃ 混合瓦斯量 m3/min 纯瓦斯量 m3/min 旬抽放量 Mm3 累计抽放时间 小时 备注 最大 最小 平均 本旬全矿总计 （Mm3） 全矿累计抽放量 （Mm3） 通风科长 总工程师 矿长 注矿井瓦斯抽放量月、季、年报表格式相同。 安 全 抽放系统及抽放泵站安全措施 抽放系统安全措施 1、管路防漏气、防砸坏、防带电、防底鼓措施 抽放系统必须设置负压测定装置和截止阀门，新敷设的管路要进行气密性检查，正常抽放的管路亦应定期进行气密性检查。敷设抽放管路的巷道虽非主要运输巷道，但在管路上要悬挂警示牌，管路外部涂红色以示区别，提醒车辆注意，并要每天巡回检查，发现问题及时更换。抽放管路在巷道内吊挂安装时，吊挂高度不小于1.8m；为防止底鼓折损管路，管道都用墩垛垫起，垫起高度不小于0.3m。井下抽放瓦斯管应尽量避免与通讯、动力电缆设在一起，以防管路带电。 2、斜巷、立巷管路防滑措施 斜井、斜巷、上下山布置管道时，要用半圆形铁卡子固定在巷道内的支撑物上，支撑物要卧底安装。 3、管路进行防腐措施，地面管路采取防冻措施。 抽放泵站安全措施 1、泵洞室内必须设置干粉灭火器和砂箱等灭火器材。 2、泵洞室环境瓦斯浓度监测 抽放泵洞室内环境瓦斯浓度不得超过1，瓦斯浓度不得超过1.5，否则必须停泵，查明原因并处理。 3、 前端安装过滤网不锈钢网，过滤杂物，并设置排渣装置，保护抽放泵安全。过滤网及排渣装置布置见图12。 图12 过滤网及排渣装置布置示意图 4、安全管理措施 1泵洞室内不得使用非防爆电器，杜绝明火； 2建立抽放设备检查制度。定期对抽放设备进行检查、维修，发现问题及时处理，并将有关情况及时向主管部门和领导汇报； 3建立抽放设备停、运联系制度。未经有关部门和领导研究，任何人不得私自停开抽放设备，不得私自调整抽放系统的抽放负压； 4建立抽放参数定期检查制度。抽放系统各测点每三天必须进行一次全面观测，有条件的应每天测定一次，每次观测都要及时填写在抽放日报上；瓦斯泵房内抽放管路的瓦斯浓度、负压、流量、水温必须每隔1030分钟测定、记录一次，并建立记录台帐； 5建立泵站值班人员交接班制度； 6泵洞室设直通矿调度室电话，遇见特殊情况及时汇报。 检测系统 检测参数的确定 地面抽放管路检测监控参数进气管负压、瓦斯浓度、瓦斯流量等、抽放泵轴温、循环冷却水温、泵洞室内瓦斯浓度。 检测仪器、仪表的配备 泵及管路检测采用人工方法，检测设备包括流量及负压测定装置、瓦斯浓度检定器和U型水柱计及负压表，管路系统的控制主要靠截止阀门。 抽放主要设备、材料及抽放瓦斯资金概算表 序号 设备及器材名称 型号及规格 单位 数量 单价 （万元） 总金额 （万元） 1 矿用移动式瓦斯抽放泵站（含水环真空泵、矿用隔爆型三相异步电动机、衡水位气水分离器、环境瓦斯监测装置、气体流量及负压测定装置、停水自动断电及磁化水装置、隔爆型真空电磁起动器、无阻力除渣装置及底盘、外壳等） ZWY85/110 台 2 65 130 2 正压自动放水器 CWG-ZY 台 5 0.5 2.5 3 负压自动放水器 CWG-FY 台 10 0.55 5.5 4 U型压差计 1m 台 2 0.01 0.02 6 抽放主管路 10“（250mm） m 按2200m计 0.03 66 7 法兰盘 10“（10Kg） 片 800 0.013 10.4 8 垫片 10“ 片 500 0.0005 0.25 9 螺栓含垫、帽 M1680 套 10000 0.0008 8.0 10 阀门（蝶阀或闸阀） 10“ 个 4 0.120 0.48 11 弯头 10“ 个 10 0.03 0.3 12 三通 10“ 个 5 0.04 0.2 13 弹簧管 与10“铁管配套 根 5 0.360 1.80 14 潜水泵 台 2 0.90 1.80 15 水管 1“、2“ m 100 0.004 0.4 16 安装费（焊接、安装设备与管道） 45.53 总合计 273.18 注上表中的产品价格仅为参考价，资金概算为粗略概算。 防灭火专篇 一、由于该矿煤体容易自然根据煤矿安全规程第二百三十二条 开采容易自然和自然的煤层时，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压等措施之规定，选取阻化泵喷洒阻化液来进行防火。 防灭火设备、材料资金概算表 序号 设备及器材名称 型号规格 单位 数量 单价 （万元） 总金额 （万元） 1 矿用阻化泵 BZ4/15-G 台 1 32 32 2 高压胶管 φ16 米 200 0.016 3.2 3 高压胶管 φ32 米 20 0.03 0.6 4 喷枪 专用 个 4 0.35 1.4 5 阻化剂 吨 2 4.5 9 合计 46.2 二、煤矿安全规程第二百二十八条的规定对采面的煤进行自然发火检测煤的自燃发火检测费用2000元/样 矿井自燃火灾监测设备、材料资金概算表 序号 设备及器材名称 型号规格 单位 数量 单价 （万元） 总金额 （万元） 1 矿井自燃火灾束管监测系统（含1、主机、色谱仪、数据处理2个分站、氢/空气发生器、抽气泵、标气2、氮气分路器、控制器、滤尘虑水装置3、束管） 套 1 50 50 2 工程材料费（冷却水池、地面管道、地沟等材料费） 2 2 3 工程施工费（冷却水池、地面管道、地沟等施工费） 8 8 合计 60 三、矿井瓦斯工程设计 （一）设计费用20万 （二）设计内容包括 1、矿井概况煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况（矿方提供）。 2、瓦斯基础数据瓦斯鉴定参数，矿井瓦斯涌出量，煤层瓦斯压力、含量，矿井瓦斯储量及可抽量，煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数。 3、抽放方法钻孔（巷道）布置与抽放工艺参数。 4、抽放设备抽放泵、管路系统、监测及安全装置。 5、泵房建筑泵房、供电、供水、采暖、避雷及其他。 6、瓦斯利用利用方式和利用方案、资金概算。 7、技术经济指标投资概算及工期。 8、设计文件设计说明书、设备与器材清册、资金概算、图纸。