瓦斯抽放设备及附属设施设计所要求的

瓦斯抽放设备及附属设施设计所要求的．第五节瓦斯抽采设备本矿按煤与瓦斯突出矿井设计，本矿井须安装瓦斯抽采系统。

在风井工业场地附近建瓦斯抽放站的集中抽放方式，设置高低负压抽放系统，抽放主管通过风井下井。

一、设计依据1、根据瓦斯涌出量预测结果，未进行抽采达标前矿井绝对瓦斯涌出量为3/min。

经高负压抽采达标后进行预测计算得矿井绝对瓦斯涌出量为11.34m3/min5.97m2、根据本章第一节瓦斯抽采分析计算得高负压抽放率为35%、低负压抽放率为35%。

3、瓦斯抽放浓度高负压30%，低负压15%。

二、矿井瓦斯抽放流量计算本矿设计高、低负压抽采系统。

（1）矿井高负压抽采量3/t～8.49m根据本章第一节矿井瓦斯涌出量预测计算，煤层瓦斯含量在5.683，矿井/min之间，按未抽采达标进行预测计算得矿井绝对瓦斯涌出量为11.34m 1.5富余系数：高负压瓦斯抽出率为35％，并考虑3，m）/min35％×1.5＝5.9（＝则矿井高负压瓦斯抽采量Q11.34×矿井高负压抽采量3。

/min15 m因考虑到预抽与边抽同步进行以及实际抽采难度等因素，取3％计，则混合量30/min高负压系统：抽采瓦斯纯量按15.0m，瓦斯浓度按3 4kPa。

；孔口负压为/min15kPa，出口压力约为50m 2）矿井低负压抽采量（3/t8.49m煤层瓦斯含量在5.68～根据本章第一节矿井瓦斯涌出量预测计算，3，之间，经高负压抽采达标后进行预测计算得矿井绝对瓦斯涌出量为5.97m/min 富余系数：35％，并考虑1.5矿井低负压瓦斯抽出（3.1m，％×则矿井低负压瓦斯抽采量Q＝5.97×351.5＝矿井低负压抽采量3/min。

率为3/min）10 m 因考虑到预抽与边抽同步进行以及实际抽采难度等因素，取33；/min67m则混合量约为％计，15瓦斯浓度按，/min10.0m抽采瓦斯纯量为5kPa，出口压力4kPa。

孔口负压为（一）高负压抽放设备 1、设计依据3；/min①抽放瓦斯纯量：Q＝15.0m％；②抽放瓦斯浓度：303 /min；③抽采瓦斯混合量：50.0m 15kPa；④孔口负压： 4kPa；⑤泵出口正压：选型计算2、、抽放管径计算：1）根据瓦斯抽放管路服务的范围和所负担抽放混合量的大小，其管径按下式计算：①主管路管径计算50kQ145700.1457.?d?10V=0.325m式中：计算高、低负压主管径时流量系数，按《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》K--- 1.8，取K=1.5。

）（GB50471-2008K为1.2－；——瓦斯管内径，md ；抽出瓦斯浓度按30%计；Q——瓦斯管内流量，m3/min ；；取5～15m/s10 m/s瓦斯管内流速，一般取V——型焊接钢管作为瓦斯抽放主管。

选用φ351×5②支管路管径计算按抽放回采工作面的瓦斯流量计算：kQ30?0.145714570d?.V10=0.252m式中：计算高、低负压主管径时流量系数，按《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》K--- K=1.5。

为1.2－1.8，取（GB50471-2008）K m；d——瓦斯管内径， 30%计；——瓦斯管内流量，m3/min；抽出瓦斯浓度按Q10m/s；5～15m/s；取V——瓦斯管内流速，一般取 5型焊接钢管作为回采工作面瓦斯抽放支管。

故选用φ278×③掘进工作面支管径直kQ20?0.1457.1457d?0=0.21m V10式中：K---计算高、低负压主管径时流量系数，按《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）K为1.2－1.8，取K=1.5。

d——瓦斯管内径，m；Q——瓦斯管内流量，m3/min；抽出瓦斯浓度按30%计，两个掘进面抽放；V——瓦斯管内流速，一般取5～15m/s；取10m/s；考虑到掘进移交回采后，掘进抽放管作为回采抽放管，故选用φ278×5型焊接钢管作为掘进工作面瓦斯抽放支管。

2)、抽放管材的选择和管径的确定抽放管材均选择焊接钢管。

经计算得主管直径D=0.325m，回采工作面支管直径D=0.252m，掘进工作面支管直径D=0.21m。

故主管可选择φ351×5焊接钢管，回采工作面支管可选择φ278×5焊接钢管，掘进工作支管可选择φ278×5焊接钢管。

3）管道阻力损失计算：①管道阻力损失按下式计算：25） /K△D（H=9.81LQ0式中H——阻力损失PaL——管道长度m3/h m Q——混合气体流量 D——管道有效直径cmK ——阻力系数（查表）0．△——混合瓦斯对空气的相对密度。

??nn?0.715?0.30?1.293?0.72211===0.87 △?1.2932式中：ρ——瓦斯密度，取0.715kg/m3；1n——混合瓦斯中瓦斯浓度，30%；1ρ——空气密度，取1.293kg/m3；2n——混合瓦斯中空气浓度70%。

2表5-5-10 不同管径的系数K值0瓦斯管道阻力损失计算应选择抽放系统服务年限内阻力最大的一条抽放管路进行计算。

根据本矿开拓布置，到矿井下煤组东翼资源开采区+1250m水平深部边界的瓦斯管路最长，因此按从地面泵站到井下+1250m水平深部边界的瓦斯抽放主管路长1000m，支管路长600m计算抽放管道阻力损失。

主管道从抽放泵站经总回风井、回风下山、回风大巷。

管道长约1000m，其阻力为：25） 0.71×34.1×60）×0.87/（0.301.5=9.81H×1000×（×10÷1=2346.4Pa 支管从回风大巷至回采工作面回风顺槽。

管道长约600m，其阻力为：25）26.8 （×0.87/0.71×）×÷××（×=9.81H6001.56.70.30602=2107.6Pa 抽放管道系统的管道阻力损失：H=H+H=2346.4+2107.6=4454Pa 21②局部阻力损失计算．局部阻力按管道阻力损失的15%考虑即：H=H15%=4454×15%=668.1Pa 局③总阻力损失计算H=H+H=5122.1Pa 总4)瓦斯抽放泵选择①瓦斯抽放泵压力计算瓦斯抽放泵压力，必须能克服抽放管道总阻力损失和保证钻孔有足够的负压，以及能满足泵出口正压的需求。

计算公式：H=(H+H+H)K 正总泵孔式中：H——瓦斯抽放泵的压力 kPa 泵 H——抽放管道总阻力损失5.1221kPa 总 H——抽放钻孔所需负压，取15kPa 孔H——抽放泵出口正压，取4kPa 正 K——备用系数则：H=(5.1221+15+4)×1.2 泵 =28.9kPa②瓦斯泵真空度计算计算公式：η=（H／P）×100％zm泵H－瓦斯泵全负压，Pa；泵P－标准大气压力，101325pa；高负压系统：η=（28900／101325）×100％＝28.5 % zm③瓦斯泵需要的绝对压力H= P′-H 泵泵绝式中：H——瓦斯泵的压力，Pa；泵绝 H——抽放管路总阻力损失，高负压系统为28900Pa；泵′——当地压力。

压力瓦斯泵房安设地点标高+1585m，查得压力为P83753Pa；高负压：H= 83753-28900=54853(Pa) 泵绝④瓦斯抽放泵流量计算．瓦斯抽放泵流量应满足抽放瓦斯系统服务年限内最大抽放量的需要。

ηQ=QK/X 计算公式：纯泵3/min Q——瓦斯泵的额定流量 m式中：泵3/min Q——最大抽放瓦斯纯量 m纯1.5 ——瓦斯抽放备用系数，取 K30%——瓦斯泵入口处的瓦斯浓度，取 X80%η——瓦斯泵的机械效率，则瓦斯抽放泵流量：0.8) ××1.5/(0.3Q=10泵3/min =62.5m⑤瓦斯泵需要的流量较正根据上述计算结果，查有关厂家的真空泵曲线，即可确定抽采泵的型号。

因目前我国的真空泵曲线都是按工况状态下的流量绘制的，所以还需按下式把标准状态下的抽采泵流量换算成工况状态下的流量。

P?T0?Q?Q泵泵工H?T0泵绝3/min；——式中工况状态下的瓦斯泵流量，m Q泵工3/min；标准状态下的瓦斯流量，m ——Q泵P——大气压力（P=101325），Pa；00H——瓦斯泵入口绝对压力，高负压系统为54853Pa；泵绝T——瓦斯泵入口瓦斯的绝对温度（T=273+t），K；T——按瓦斯抽采行业标准规定的标准状态绝对温度（T=273+20），K；00t——瓦斯泵入口瓦斯的温度，℃。

取瓦斯泵入口温度t=22℃，3/min。

将有关数据代入上式计算得：高负压瓦斯泵流量为116.2m⑥瓦斯泵选型根据上述计算结果，高负压抽放泵所需真空绝对压力54853Pa，流量为3/min。

116.2m-1)型水环式真(转速420r/min设计高负压抽放系统抽放泵选用2BE1 405-0空泵各2套（其中各1套备用），见其性能曲线图。

-1型抽放泵在真空压力)420r/min转速(405-0 2BE1 根椐性能曲线得知，548533/min)，轴功率为127kW。

满足高负Pa压力下，其抽气量为126.75m压系统抽放要求。

A、抽放泵电机功率选型根椐性能曲线，高负压抽放泵电机轴功率为127kW。

计算电机功率为N＝Nk／ηηtreee轴式中：k——电动机容量备用系数(k=1.1～1.2)，取1.15；eeη——电动机效率，取0.98；e高负压抽放泵电机功率：N＝1.15×127/0.98 e＝149.03(kW)故电动机选用型号为YB355M-8，电压660V，功率160kW。

B、确定抽放泵-1)型水环式真转速420r/min设计高负压抽放系统抽放泵选用2BE1 405-0 (空泵各2套（其中各1套备用），电动机选用型号为YB355M-8，电压660V，功率160kW。

（二）低负压抽放系统1、设计依据3/min；10m ＝①抽放瓦斯纯量：Q②抽放瓦斯浓度：15％；3/min；③抽采瓦斯混合量：10/15％=67m④孔口负压：5kPa；⑤泵出口正压：4kPa；2、选型计算1）抽放管径计算：根据瓦斯抽放管路服务的范围和所负担抽放混合量的大小，其管径按下式计算：①主管管径计算根据巷道的布置，主管从抽放泵站至回风石门，按总流量计算。

．67kQ145700.1457.?d?=0.377m 10V m；式中：d——瓦斯管内径， 15%计；瓦斯管内流量，m3/min；抽出瓦斯浓度按——Q10m/s；5～15m/s；取V——瓦斯管内流速，一般取型焊接钢管作为低负压瓦斯抽放管选用φ402×5 ②支管路管径计算该矿设计一个盘区一个回采工作面达产，只布置一个回采工作面，因此低负压管路直接到达回采面回风顺槽，后以不安设低负压支管。