1、,礦井瓦斯抽采設(shè)備設(shè)施,第十章 瓦斯抽采設(shè)備及鉆探工具,第一節(jié),李治南,第一節(jié) 礦井瓦斯抽采設(shè)備設(shè)施,主要內(nèi)容: 瓦斯泵與瓦斯抽采泵站 抽采管道 孔板流量計(jì) 安全防護(hù)裝置,2,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,水環(huán)式真空泵,回轉(zhuǎn)式瓦斯泵,離心式瓦斯泵,我國煤礦常用的瓦斯泵有3種類型：,3,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,工作原理 工作葉輪偏心地裝在泵體內(nèi)，它旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，泵內(nèi)的水沿外殼流動(dòng)形成水環(huán)，該水環(huán)也是偏心的，在水環(huán)的前半圈，水環(huán)的內(nèi)表面逐漸離開葉輪輪轂，形成逐漸擴(kuò)展的空腔而由抽吸口吸入瓦斯；在后半圈，水環(huán)內(nèi)表面逐漸靠近輪轂，形成逐漸壓縮的空腔，而把壓縮的瓦斯經(jīng)壓出口排出。,水環(huán)式真空泵,

2、4,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,優(yōu)點(diǎn)： 1.真空度高；2.結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、無爆炸危險(xiǎn)； 3.內(nèi)有水環(huán)，沒有爆炸危險(xiǎn) 。 缺點(diǎn)： 1.流量較小，正壓側(cè)壓力低； 2.軸磨損，外殼磨損較大。 適用條件：主要適用于瓦斯抽出量較小、管路較長和需要抽放負(fù)壓較高的礦井或區(qū)域，瓦斯?jié)舛茸兓^大，特別是濃度較低的礦井安全性高。 由于水環(huán)真空泵安全性好，抽放負(fù)壓大，所以使用較為廣泛。目前較常用的水環(huán)式真空泵主要為武漢特種水泵廠和佛山水泵廠生產(chǎn)的2BE1系列水環(huán)式真空泵。,水環(huán)式真空泵,5,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,工作原理 左側(cè)葉輪作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，右側(cè)葉輪作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，瓦斯從上面吸入，隨著旋轉(zhuǎn)所形成的壓縮工作容

3、積的減小，瓦斯受到壓縮，最后從下端出口排出，兩個(gè)葉輪在轉(zhuǎn)動(dòng)中，始終保持進(jìn)氣與排氣空間處于隔絕狀態(tài)，以防壓出的瓦斯被吸入進(jìn)氣側(cè)。,回轉(zhuǎn)式瓦斯泵,6,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,優(yōu)點(diǎn)：抽放流量不受阻力變化的影響，運(yùn)行穩(wěn)定，效率較高，便于維護(hù)保養(yǎng)，在同功率、流量與壓力條件下，回轉(zhuǎn)式瓦斯泵價(jià)格為離心式瓦斯泵的50%左右。 缺點(diǎn)：檢修工藝要求高，葉輪之間以及葉輪與機(jī)殼之間間隙必須適當(dāng)，間隙過小，易摩擦發(fā)熱，間隙過大，漏氣大，效率降低；運(yùn)轉(zhuǎn)中噪音大；壓力高時(shí)，氣體漏損較大，磨損較嚴(yán)重。 它適用于流量要求穩(wěn)定而阻力變化大和負(fù)壓較高的瓦斯抽放礦井。,回轉(zhuǎn)式瓦斯泵,7,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,工作原理 葉輪的旋

4、轉(zhuǎn)帶動(dòng)瓦斯旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力，從而使瓦斯經(jīng)入口吸入葉輪，增加了動(dòng)能與勢(shì)能的瓦斯經(jīng)擴(kuò)散器排出。 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不易出故障；運(yùn)行穩(wěn)定，供氣較均勻；磨損小，壽命長；流量高，噪音低。 缺點(diǎn)：價(jià)格高、效率低；兩臺(tái)瓦斯泵并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)性能較差。 它適用于瓦斯抽出量大(301200m3min)、管道阻力不高（45kPa）的瓦斯抽放礦井。,離心式瓦斯泵,8,2BE1系列瓦斯泵常見故障分析與處理,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,9,2BE1系列瓦斯泵常見故障分析與處理,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,10,2BE1系列瓦斯泵常見故障分析與處理,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,11,2BE1系列瓦斯泵常見故障分析與處理,一、瓦斯泵與瓦斯

5、抽采泵站,12,2BE1系列瓦斯泵常見故障分析與處理,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,13,1.地面固定瓦斯抽采泵站設(shè)施必須符合下列要求： 必須使用不燃性材料建筑并有防雷裝置。距進(jìn)風(fēng)井口和主要建筑物不得小于50m，并用柵欄和圍墻保護(hù)。 泵站內(nèi)和泵站周圍20m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆積、存放易燃物及使用明火。 瓦斯泵及其附屬設(shè)備至少應(yīng)有1套備用。 泵站內(nèi)電氣設(shè)備、照明和其他電氣儀表都應(yīng)采用礦用防爆型，否則必須采取安全措施。 泵站內(nèi)必須有直通調(diào)度室的電話，并安設(shè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠監(jiān)控、監(jiān)測(cè)抽采管道的瓦斯?jié)舛?、流量和壓力等參?shù)。 干式瓦斯泵的吸氣側(cè)管路系統(tǒng)中，必須安裝防回火、防回氣和防爆炸的安全裝置，定期檢查，保持性

6、能良好。 泵站放空管的出口高度應(yīng)超過泵站房頂3m以上。 泵站必須專人值班，經(jīng)常檢查運(yùn)行情況，檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù)，并做好記錄。當(dāng)停止瓦斯泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必須立即向調(diào)度室匯報(bào)。如果利用瓦斯，在瓦斯泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后和恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)前，必須通知使用瓦斯的用戶，取得同意后，方可恢復(fù)供應(yīng)瓦斯。,瓦斯抽采泵站,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,14,2.井下臨時(shí)瓦斯抽采泵站的設(shè)置應(yīng)遵守以下規(guī)定： 應(yīng)設(shè)置在需抽采瓦斯地點(diǎn)附近的新鮮風(fēng)流中。 所安裝地點(diǎn)巷道的高度、長度、寬度等應(yīng)符合安裝要求。附近巷道應(yīng)地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、巖性堅(jiān)固、支護(hù)良好。以免長期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有巷道異常變形而必須搬遷抽放泵，影響瓦斯抽放工作。 安裝時(shí)應(yīng)考慮使用期限，若長期使用應(yīng)安裝同

7、型號(hào)備用泵，以便運(yùn)行泵在使用過程中出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)切換使用。 瓦斯泵的安裝要符合運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、供排水系統(tǒng)齊全、噪音符合相關(guān)規(guī)定的原則。 臨時(shí)泵站抽出的瓦斯可排到地面、總回風(fēng)巷和分區(qū)回風(fēng)巷。但必須保證稀釋后的瓦斯?jié)舛炔怀^煤礦安全規(guī)程的相關(guān)規(guī)定。 建有地面永久抽采系統(tǒng)的礦井，臨時(shí)泵站抽出的瓦斯可輸送到永久抽采系統(tǒng)管路內(nèi)，但必須使礦井的瓦斯?jié)舛确嫌嘘P(guān)規(guī)定。 抽出的瓦斯排入回風(fēng)巷時(shí)，在瓦斯管路出口處必須設(shè)置柵欄、懸掛警戒牌等。柵欄位置應(yīng)在上風(fēng)側(cè)距管路出口5m，下風(fēng)側(cè)距管路出口30m，兩柵欄間禁止任何作業(yè)。 在下風(fēng)側(cè)柵欄外必須設(shè)甲烷斷電儀或安全監(jiān)控系統(tǒng)的甲烷傳感器，當(dāng)巷道回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)，可實(shí)現(xiàn)

8、報(bào)警斷電，并進(jìn)行處理。,一、瓦斯泵與瓦斯抽采泵站,瓦斯抽采泵站,15,二、抽采管道,1.瓦斯抽采管路的鋪設(shè) 瓦斯抽采管路由總管、分管及支管等組成，管材一般選用無縫鋼管、焊接管等，支管也可選用玻璃鋼管。其鋪設(shè)應(yīng)根據(jù)礦井的開拓系統(tǒng)、巷道狀況、鉆場(chǎng)位置、瓦斯流量等因素而定。管路在鋪設(shè)時(shí)必須吊掛平直，離地高度不小于300mm；必須保證抽放系統(tǒng)中進(jìn)行試通、試漏；管路鋪設(shè)在有提升運(yùn)輸?shù)南锏纼?nèi)時(shí)，抽放管路與礦車最外緣的間隙必須大于700mm；嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛及與帶電物體接觸及砸壞瓦斯管路，設(shè)有抽放管路的巷道需要進(jìn)行維修時(shí)，必須制定保護(hù)抽放管路的措施；瓦斯抽放管路要每隔一定距離或在高度起伏變化處留有

9、放水三通，以便在管路發(fā)生積水及有雜物堵塞時(shí)采取措施處理。,16,瓦斯抽放管道的鋪設(shè),應(yīng)盡量做到： （1）井下抽采管路出氣系統(tǒng)設(shè)于回風(fēng)巷道內(nèi)； （2）必須吊掛平直，離地高度不小于300mm； （3）正式抽采前必須對(duì)抽采管路進(jìn)行試通、試 漏，保證不漏氣； （4）管路鋪設(shè)在有提升運(yùn)輸?shù)南锏纼?nèi)時(shí)，管路與礦車最外緣的間隙必須大于700mm； （5）嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛及接觸帶電物體。 （6）管路要每隔一定距離或在高度起伏變化處設(shè)置放水三通，以便管路發(fā)生積水或雜物堵塞時(shí)采取措施處理。,17,2.瓦斯抽采管路的選型 選擇瓦斯抽采管路是決定抽采投資和抽采效果的重要因素之一。礦井瓦斯管路直徑：在采區(qū)工作面

10、內(nèi)一般選用200250mm，大巷的干管選用250325mm，井筒和地面選用325400mm。 3.瓦斯抽采管路的連接 瓦斯抽采管路與鉆孔可用高壓膠皮軟管通過抽采多通連接，軟管的尺寸可根據(jù)封孔套管的直徑來選擇，煤層鉆孔一般選用2.5英寸的，巖石鉆孔一般選用3英寸或4英寸的高壓膠管。,二、抽采管道,18,4.管路安裝及拆卸注意事項(xiàng) 管路要托掛或墊起，吊掛要平直，拐彎處設(shè)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。 在傾斜和水平巷道中安設(shè)管路時(shí)，必須先安管托，管托間距不大于10m，要接好一節(jié)運(yùn)一節(jié)，并把接好的管子用卡子或810號(hào)鐵絲卡在或綁在預(yù)先打好的管子

11、托架上。 在通風(fēng)不良處或瓦斯尾巷中安裝管路時(shí)，除要有防范措施外，還應(yīng)配有瓦檢員，在檢查瓦斯符合規(guī)定后方可工作。 拆卸管子時(shí)，要兩人托住管子，一人擰螺絲。 管路過風(fēng)門、風(fēng)橋等設(shè)施時(shí)，管路要從墻的一角打孔通過，接好后用灰漿堵嚴(yán)。 在有電纜的巷道內(nèi)鋪設(shè)管路時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)在電纜的另一側(cè)，嚴(yán)禁瓦斯管路與電纜同側(cè)吊掛。 用法蘭盤連接管子時(shí)，嚴(yán)禁手指插入兩個(gè)法蘭盤間隙及螺絲眼，以防錯(cuò)動(dòng)擠傷手。 管路鋪設(shè)時(shí)每隔34m要有一吊掛點(diǎn)，保持平、直、穩(wěn)。井下嚴(yán)禁使用易摩擦產(chǎn)生靜電的塑料管。 新安裝或更換的管路要進(jìn)行漏氣和漏水實(shí)驗(yàn)，不合標(biāo)準(zhǔn)的不能使用。 連接瓦斯管路時(shí)必須加焦點(diǎn)、上全法蘭盤螺絲并擰緊，以確保不漏氣。安裝孔板

12、流量計(jì)時(shí)，必須把計(jì)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(dòng)工拆除。,二、抽采管道,19,三、孔板流量計(jì),為了全面掌握與更好地管理井下瓦斯抽放情況，需要在總管、支（干）管和各個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)安設(shè)瓦斯流量計(jì)，目前井下一般采用孔板流量計(jì)?？装辶髁坑?jì)比較簡單方便，使用時(shí)安裝在管道中，用水柱壓差計(jì)測(cè)出孔板前后的壓差和管內(nèi)瓦斯?jié)舛?，即可?jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合氣體流量。,20,抽放瓦斯管路中應(yīng)按要求設(shè)置安全裝置，其主要作用是確保瓦斯抽放管路的安全、可靠、有效地運(yùn)行，便于控制、防止和消滅管路中的瓦斯爆炸與燃燒事故的發(fā)生和擴(kuò)大。主要有放水裝置；防爆、防回火、防回氣裝置；控制流量裝置；放空

13、和避雷裝置等。 （一）放水器 抽放瓦斯管路工作時(shí)，不斷有水積存在管路的低洼處，為減少阻力保證管路安全有效的工作，應(yīng)及時(shí)排放積水。因此在瓦斯抽放管路中每200300m（最長不超過500m）的低洼處應(yīng)安設(shè)一只放水器。放水器有兩大類：人工放水器與自動(dòng)放水器。,四、安全防護(hù)裝置,21,原理如圖所示，管路工作時(shí)，放水器的3、4閥門關(guān)閉，2閥門開啟，管路積水流入位置較低的放水器5內(nèi)。當(dāng)放水時(shí)，首先關(guān)閉閥門2切斷負(fù)壓，打開閥門3、4，放水器內(nèi)的積水自動(dòng)流出，水放完后，關(guān)閉閥門3、4，打開閥門2。這種放水器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但需專人放水，可用于井下主、支管內(nèi)。,人工放水器,四、安全防護(hù)裝置,22,（二）煤礦

14、安全規(guī)程規(guī)定，干式抽放瓦斯泵吸氣側(cè)管路中，必須裝設(shè)有防回火、防回氣、防爆炸作用的安全裝置，并定期檢查，保持性能良好。 防爆阻火器具有良好的“三防”性能，它在瓦斯壓力為0.17MPa下發(fā)生瓦斯爆炸時(shí)不傳爆。 安裝防爆阻火器之前，應(yīng)確認(rèn)是否有制造許可證和產(chǎn)品出廠許可證。這種防爆阻火器沒有安裝方向的要求，水平安裝、垂直安裝均可，以靠近瓦斯泵為宜。當(dāng)其在抽放管路中遭污染時(shí)，可將其拆下，用壓風(fēng)吹凈后再用。,防爆阻火器,四、安全防護(hù)裝置,23,主要原理： 防爆阻火器芯為一條光滑平帶和一條斜條波紋的不銹鋼帶重疊纏繞而成。這兩條鋼帶像螺絲一樣，一層疊一層，卷成厚厚的一盤，中間形成眾多的小三角形間隙，因?yàn)檫@些間

15、隙（0.7mm）小于甲烷最大不傳爆間隙（1.14mm）和甲烷最大熄火直徑（2.5mm），所以能有效地防止甲烷爆炸的傳播和阻止甲烷火焰的蔓延。,防爆阻火器,四、安全防護(hù)裝置,24,（三）抽放瓦斯用抗靜電硬質(zhì)塑料管比鋼管輕、耐腐蝕、成本較低，所以使用量逐漸增多，常被用作封孔套管。,抗靜電塑料管,25,瓦斯抽放站參數(shù)監(jiān)測(cè)儀可以連續(xù)監(jiān)測(cè)瓦斯抽放管路中的甲烷濃度、流量、負(fù)壓、泵房內(nèi)泄露瓦斯?jié)舛取⒈脵C(jī)的軸溫等參數(shù)，由微機(jī)完成測(cè)量、顯示、打印等工作。當(dāng)任一參數(shù)超限時(shí)，可發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并按給定程序停止或啟動(dòng)泵機(jī)。它的技術(shù)參數(shù)是：管路內(nèi)甲烷濃度0100；管路內(nèi)瓦斯流量0150m3min；負(fù)壓00.1MPa；泵房內(nèi)泄露瓦斯?jié)舛?4；泵機(jī)軸溫最多測(cè)點(diǎn)數(shù)8點(diǎn)；測(cè)量精度0.5滿量程；警報(bào)點(diǎn)誤差滿量程不大于土0.5；軸溫警報(bào)誤差不大于土2。,四、安全防護(hù)裝置,（四）抽放瓦斯參數(shù)監(jiān)測(cè)儀,26,瓦斯泵進(jìn)、出口側(cè)應(yīng)設(shè)立放空管，當(dāng)瓦斯泵因故停抽或瓦斯?jié)舛鹊陀谝?guī)定時(shí)，抽放管路中的瓦斯可經(jīng)