第一章礦井概況1、煤塵爆炸性根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心晉煤（2013）0603MBK03200321煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，14號煤層煤塵具有爆炸性。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心晉煤檢（2013）0603MBK03200321煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，15號煤層有煤塵爆炸性。2、煤自燃傾向性根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心晉煤檢（2013）0603MRK03200321煤層自然傾向性鑒定報(bào)告，14號煤層煤自然傾向性為類，自然傾向性性質(zhì)為自燃。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳綜合測試中心晉煤檢（2013）0603MRK03200321煤層自然傾向性鑒定報(bào)告，15號煤層煤自然傾向性為類，自然傾向性性質(zhì)為不易自燃。3、瓦斯根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心2010年10月編制的山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司15號煤層瓦斯涌出量預(yù)測報(bào)告結(jié)論，15號煤工作面最大相對涌出量為679M3/T，最大絕對瓦斯涌出量1221M3/MIN；礦井最大相對涌出量為1326M3/T，最大絕對瓦斯涌出量2511M3/MIN；按照煤礦安全規(guī)程第133條的規(guī)定，礦井在開采15號煤層時(shí)，為高瓦斯礦井。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳晉煤瓦發(fā)（2013）160號文件，“關(guān)于晉中市2012年度礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司瓦斯絕對涌出量474M3/MIN，評審等級為瓦斯礦井。九、瓦斯抽放系統(tǒng)目前，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司已建立地面高、低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。高負(fù)壓系統(tǒng)使用2臺(tái)2BEC50型水環(huán)真空泵，電機(jī)功率280KW，一用一備，主管選用52910焊縫鋼管、支管選用3256焊縫鋼管。低負(fù)壓系統(tǒng)使用2臺(tái)2BEC60型水環(huán)真空泵，電機(jī)功率355KW，一用一備，主管選用52910焊縫鋼管、支管1選用2736焊縫鋼管、支管2選用2196焊縫鋼管、支管3選用2196焊縫鋼管。第二章建立瓦斯抽放的條件第四節(jié)礦井瓦斯抽放的可行性和必要性根據(jù)GB504712008煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范以及煤礦安全規(guī)程第145條的規(guī)定，凡符合下列情況之一者必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，開展瓦斯抽放工作1即一個(gè)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5M3/MIN，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于3M3/MIN，采用通風(fēng)方式解決不合理的；2礦井絕對瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的大于等于40M3/MIN；年產(chǎn)量100150萬噸的礦井，大于30M3/MIN；年產(chǎn)量60100萬噸的礦井，大于25M3/MIN；年產(chǎn)量4060萬噸的礦井，大于20M3/MIN；年產(chǎn)量小于或等于40萬噸的礦井，大于15M3/MIN。一、礦井瓦斯來源分析根據(jù)瓦斯預(yù)測結(jié)果可以看出礦井絕對瓦斯涌出量為2511M3/MIN。回采工作面瓦斯涌出量為1221M3/MIN，占礦井總瓦斯涌出量的486，其中臨近層瓦斯涌出量為707M3/MIN，占回采工作面瓦斯涌出量的579。掘進(jìn)工作面（2個(gè)）瓦斯涌出量為324M3/MIN，占礦井總瓦斯涌出量的129；采空區(qū)瓦斯涌出量約為966M3/MIN；占礦井總瓦斯涌出量的385；通過分析可以看出，回采工作面瓦斯涌出量為1221M3/MIN，占礦井總瓦斯涌出量的486，其中臨近層瓦斯涌出量為707M3/MIN，占回采工作面瓦斯涌出量的579。是瓦斯治理的重點(diǎn)。二、抽放瓦斯的必要性根據(jù)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司的瓦斯涌出量預(yù)計(jì)情況，礦井采煤工作面絕對瓦斯涌出量為1221M3/MIN；礦井瓦斯涌出量為2511M3/MIN；大于“一個(gè)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5M3/MIN；年產(chǎn)量60100萬噸的礦井，大于25M3/MIN，”的規(guī)定，完全符合建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件，必須建立瓦斯抽采瓦斯系統(tǒng)。從安全生產(chǎn)的角度考慮，采掘工作面實(shí)行瓦斯抽放必要性的判斷標(biāo)準(zhǔn)是采掘工作面的絕對瓦斯涌出量大于通風(fēng)所允許的瓦斯涌出量，即采掘工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量小于稀釋瓦斯所需風(fēng)量，亦即有下式成立時(shí)，抽放瓦斯才是必要的。Q0100QK/C式中Q0采掘工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量，M3/MIN；Q采掘工作面瓦斯涌出量，M3/MIN；K瓦斯涌出不均衡系數(shù)；取12C根據(jù)山西省有關(guān)規(guī)定按煤礦安全規(guī)程允許的工作面瓦斯?jié)舛认抡{(diào)20，取08。1、回采工作面抽放瓦斯的必要性分析根據(jù)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司的實(shí)際情況，回采工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道斷面96M2，回采工作面需要的配風(fēng)量，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于允許通過的最大配風(fēng)量，但仍然不能把瓦斯降到規(guī)定限度以下，所以必須采取瓦斯抽放措施才能解決瓦斯問題。回采工作面瓦斯抽放必要性計(jì)算如下表，見表241。表241回采工作面抽放瓦斯必要性判別表名稱瓦斯涌出量M3/MIN允許瓦斯?jié)舛裙ぷ髅孀畲笤试S風(fēng)量M3/MIN工作面需要最小風(fēng)量（不進(jìn)行抽放時(shí)）M3/MIN是否需要抽放15號煤回采工作面1221081831523175是從以上計(jì)算可以看出，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦回采工作面進(jìn)行瓦斯抽放是必要的。2掘進(jìn)工作面抽放瓦斯的必要性分析根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司的15號煤掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為162M/MIN,沒有大于3M3/MIN的規(guī)定要求，不需要采取瓦斯抽放措施。綜上所述，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司在生產(chǎn)期間，必須對回采工作面采取抽放瓦斯措施。三、瓦斯抽放的可能性1開采層瓦斯抽放的可能性開采層瓦斯抽采的可行性取決于煤層的自然透氣性，其評價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)煤層的透氣性系數(shù)和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局于2006年頒布的礦井瓦斯抽采規(guī)范AQ10272006規(guī)定的開采層預(yù)抽瓦斯可行性評價(jià)指標(biāo)見表242。表242煤層瓦斯抽采難易程度表抽采難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)D1煤層透氣性系數(shù)M2/MPA2D容易抽采10可以抽采00030051001較難抽采005100004表423礦井瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)絕對瓦斯涌出量Q（M3MIN）抽采率（）備注Q202520Q403540Q804080Q16045160Q30050300Q50055500Q60一、工作面瓦斯抽采率山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦15煤回采工作面預(yù)計(jì)瓦斯涌出量為1221M3/MIN，瓦斯抽放量為969M3/MIN，則工作面瓦斯抽采率為969/122110079430的規(guī)定（表421）。二、可解吸瓦斯量山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦瓦斯含量45M3/T，殘存瓦斯含量205M3/T，可解吸瓦斯量45205245M3/T6的規(guī)定（表422）。三、礦井瓦斯抽采率山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦預(yù)計(jì)瓦斯涌出量為2511M3/MIN，礦井瓦斯抽放量為1211M3/MIN，則礦井瓦斯抽采率為1211/251110048235的規(guī)定（表423）。第三節(jié)礦井可抽瓦斯量及抽放服務(wù)年限一、可抽瓦斯量可抽瓦斯量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中能被抽出的瓦斯量，其計(jì)算公式為WKCWKK式中WKC礦井可抽瓦斯量，MM3；WK礦井瓦斯儲(chǔ)量，MM3；K礦井瓦斯抽放率，。礦井可抽放瓦斯量與瓦斯儲(chǔ)量及礦井瓦斯抽放率有關(guān)。山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦瓦斯儲(chǔ)量為63337MM3，按照目前的抽放技術(shù)水平，結(jié)合山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦的地質(zhì)條件、瓦斯涌出及賦存條件，瓦斯抽放率預(yù)計(jì)482，可抽瓦斯量為WKCWKK633374030528MM3二、服務(wù)年限由于煤礦在開采過程中影響因素很多，礦井瓦斯涌出量又直接受礦井開采的影響，所以，瓦斯抽放工作在礦井抽放系統(tǒng)已經(jīng)確立的情況下，其服務(wù)年限應(yīng)與礦井服務(wù)年限一致。第五章瓦斯抽放網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)第一節(jié)瓦斯抽放管路系統(tǒng)的確定與要求一、對瓦斯抽放系統(tǒng)的要求為了抽放礦井瓦斯，減少礦井中的瓦斯，根據(jù)抽放鉆場的分布情況、巷道布置情況和利用瓦斯的要求，必須在井下和井上敷設(shè)一個(gè)完整的瓦斯管路網(wǎng)，單獨(dú)輸送瓦斯。在選擇管路系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)抽放鉆場的分布、巷道布置、瓦斯抽放量大小、利用瓦斯的要求，以及發(fā)展規(guī)劃等狀況全盤考慮，避免和減少以后主、干系統(tǒng)的頻繁改動(dòng)和更換等。因此，選擇管路是否合理，不僅直接影響著抽放費(fèi)用和管路的檢查、修理、維護(hù)等工作，而且還影響著抽放量的大小，因此，瓦斯管路系統(tǒng)的選擇必須滿足以下要求1抽放設(shè)備或管路一旦發(fā)生事故，管路內(nèi)的瓦斯不至流入回采工作面或井下峒室。因此抽放瓦斯管路系統(tǒng)應(yīng)敷設(shè)在回風(fēng)巷道內(nèi)；2瓦斯管路最好敷設(shè)在礦車不經(jīng)過的巷道內(nèi)，避免或減少因礦車掉道撞壞管路，保證管路的暢通；3要考慮日常檢查、修理和更換管路的方便；4選擇瓦斯管路必須根據(jù)巷道布置選擇最短的距離；5抽放管路系統(tǒng)中必須安裝調(diào)節(jié)、控制、測定、防爆、防回氣、防回火等裝置。二、瓦斯抽放系統(tǒng)的確定根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局20061102發(fā)布的中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（AQ10272006）煤礦瓦斯抽放規(guī)范的規(guī)定；1、凡符合下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下移動(dòng)泵站瓦斯抽放系統(tǒng)。、一個(gè)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5M3/MIN或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于3M3/MIN，用通風(fēng)方法解決瓦斯的問題不合理的。、礦井絕對瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的礦井絕對瓦斯涌出量大于或等于40M3/MIN；礦井絕對瓦斯涌出量年產(chǎn)量1015MT的礦井，大于30M3/MIN；礦井絕對瓦斯涌出量年產(chǎn)量0610MT的礦井，大于25M3/MIN；礦井絕對瓦斯涌出量年產(chǎn)量0406MT的礦井，大于20M3/MIN；礦井絕對瓦斯涌出量年產(chǎn)量等于或小于04MT，大于15M3/MIN。、開采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層。2、凡符合1條件，并同時(shí)具備下列兩個(gè)條件的礦井，應(yīng)建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)、礦井絕對瓦斯涌出量瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2M3/MIN以上；、礦井絕對瓦斯涌出量瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富，預(yù)計(jì)瓦斯抽放服務(wù)年限在五年以上。山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)為1002M3/MIN，達(dá)到了建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)的規(guī)定要求，瓦斯儲(chǔ)量豐富，服務(wù)年限長，因此，確定山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。根據(jù)煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定（安監(jiān)總煤裝2011163號）的規(guī)定“煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定第三章瓦斯抽采系統(tǒng)第十四條煤與瓦斯突出礦井和高瓦斯礦井必須建立地面固定抽采瓦斯系統(tǒng)，其他應(yīng)當(dāng)抽采瓦斯的礦井可以建立井下臨時(shí)抽采瓦斯系統(tǒng)；同時(shí)具有煤層瓦斯預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯抽采方式的礦井，根據(jù)需要分別建立高、低負(fù)壓抽采瓦斯系統(tǒng)。”正邦良順煤業(yè)屬高瓦斯礦井，符合建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)的規(guī)定。根據(jù)正邦良順煤業(yè)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)走向高抽巷、上隅角埋管、密閉采空區(qū)采用低負(fù)壓抽放系統(tǒng)，本煤層預(yù)抽采用高負(fù)壓抽放系統(tǒng)。確定礦井瓦斯抽放管路系統(tǒng)為低負(fù)壓抽放系統(tǒng)上隅角埋管抽放瓦斯泵站回風(fēng)立井回風(fēng)大巷高抽巷密閉采空區(qū)抽放高負(fù)壓抽放系統(tǒng)瓦斯泵站回風(fēng)立井回風(fēng)大巷工作面本煤層預(yù)抽第二節(jié)瓦斯抽放管徑計(jì)算及選型一、瓦斯抽放管管徑計(jì)算瓦斯管路費(fèi)用在抽放成本中占很大的比重，合理地選擇瓦斯管直徑與抽放投資及抽放效果有重要關(guān)系。管徑越大，投資越大，可能造成不必要的浪費(fèi)；管徑小，投資少，但能量損失大，抽放能力小。所以，選擇管徑時(shí)，必須經(jīng)過理論計(jì)算，并參照抽放設(shè)備能力和抽放礦井的經(jīng)驗(yàn)，使之留有余地。瓦斯抽放管路經(jīng)濟(jì)管徑采用下列計(jì)算公式D01457Q/V1/2式中D瓦斯管內(nèi)徑，M；Q管路內(nèi)混合瓦斯流量，M3/MIN，富余系數(shù)1218；V經(jīng)濟(jì)流速，M/S,可取512M/S；約定低負(fù)壓系統(tǒng)地面及回風(fēng)立井、回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)巷瓦斯抽放管為主管1；高抽巷瓦斯抽放管為支管1；上隅角埋管為支管2；密閉采空區(qū)瓦斯抽放管為支管3；高負(fù)壓系統(tǒng)地面及回風(fēng)立井、回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)巷抽放管為主管2，本煤層預(yù)抽抽放管為支管4，1、地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)礦井低負(fù)壓抽放量495242737M3/MIN根據(jù)礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)，按上式計(jì)算，選擇的瓦斯抽放管管徑。如表521所示。表521地面低負(fù)壓瓦斯抽放管路管徑選擇結(jié)果抽放管類別抽放純量（M3/MIN）瓦斯?jié)舛雀挥嘞禂?shù)混合瓦斯量M（3/MIN）瓦斯管內(nèi)流速M(fèi)/S計(jì)算管徑MM選擇管徑MM管材主管173710128841043352910焊縫鋼管支管14952012297102512736焊縫鋼管支管21161012139101722196焊縫鋼管支管31261012151101792196焊縫鋼管2、地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)礦井高負(fù)壓抽放量474M3/MIN根據(jù)礦井本煤層瓦斯抽放量預(yù)計(jì)，按上式計(jì)算，選擇的瓦斯抽放管管徑。如表522所示。地表522面高負(fù)壓瓦斯抽放管路管徑選擇結(jié)果抽放管類別抽放純量M3/MIN瓦斯?jié)舛雀挥嘞禂?shù)混合瓦斯量M3/MIN瓦斯管內(nèi)流速M(fèi)/S計(jì)算管徑MM選擇管徑MM管材主管24741012569838952910焊縫鋼管支管44741212474103173256焊縫鋼管二、管材選擇瓦斯管的管材一般采用國家定型產(chǎn)品，如冷扎無縫鋼管、焊接鋼管等，另外也可采用壁厚為6MM鋼板卷制的焊縫鋼管，但必須作05MPA的壓力試驗(yàn)，合格后即可使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的管材有很多，如高密度聚乙稀管、PVC防靜電管、塑料管材等，但作為抽放管路必須是防靜電和阻燃；必須有足夠的強(qiáng)度。抽放瓦斯管內(nèi)的壓力較管材的強(qiáng)度低的多，一般考慮到運(yùn)輸、安裝和使用過程中可能出現(xiàn)的碰撞、擠壓等現(xiàn)象，對其強(qiáng)度也要有一定的要求。多取排水管強(qiáng)度資料標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)目前我國使用的瓦斯管和產(chǎn)品供應(yīng)情況，本設(shè)計(jì)選用焊縫鋼管，瓦斯管路壁厚6MM。三、管路接頭管路接頭在抽放瓦斯系統(tǒng)中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合適的接頭在負(fù)壓下應(yīng)不漏氣，但往往接頭成為抽放系統(tǒng)漏氣的主要原因之一，不僅降低了抽放負(fù)壓，而且影響了抽放濃度，因此管接頭連接要十分慎重。本方案擬采用螺栓緊固法蘭盤中間加橡膠墊圈的方法，用焊接鋼法蘭盤，中間加橡膠密封圈后用螺栓緊固，這種方法氣密性強(qiáng)，但撓性有限，遇轉(zhuǎn)彎適當(dāng)加彎頭即可。四、抽放管路中的附屬裝置瓦斯管路的附屬裝置，大致分為兩大類一類是用來調(diào)節(jié)控制瓦斯壓力和流量的，另一類是有關(guān)安全措施方面的。1、鉆孔與管路的連接裝置瓦斯管路的連接裝置，包括彎管、自動(dòng)放水器、孔板流量計(jì)和鎧裝膠管等。它的彎管端與鉆孔封孔器的標(biāo)準(zhǔn)法蘭盤對接。膠管一端與瓦斯管三通上的閥門連接，構(gòu)成了抽放系統(tǒng)。2、閥門在瓦斯主、干管、鉆孔聯(lián)接裝置以及認(rèn)為需要的地點(diǎn)，都必須設(shè)置閥門。它的用途是調(diào)節(jié)各個(gè)抽放區(qū)、各個(gè)鉆場或鉆孔的抽放量及瓦斯?jié)舛龋瑫r(shí)也可以調(diào)節(jié)、控制和平衡各地點(diǎn)、各管路系統(tǒng)上所需要的壓力。另外，當(dāng)修理和更換瓦斯管，以及聯(lián)接、或拆接鉆孔裝置時(shí)，可以關(guān)閉閥門，切斷通路。管路選用閥門型號根據(jù)使用地點(diǎn)管徑大小而確定，并和管徑相配套。3、測壓嘴測壓嘴即測定管路中氣流的靜壓力的小孔，在管路安裝以前，預(yù)先焊妥，并檢查有無焊渣堵塞現(xiàn)象，保證通氣。在瓦斯主管支管和鉆孔聯(lián)接裝置上都應(yīng)設(shè)置。測壓嘴不宜過大過長，一般不超過30MM，其直徑大約410MM。平時(shí)，可用一頭捆扎的細(xì)膠管套緊，確保與管外空氣隔絕。測壓嘴的功能不僅如此，還可以用來取樣，對管內(nèi)的氣體進(jìn)行分析，以及觀測瓦斯?jié)舛取?、管路放水裝置放水裝置的種類很多，本方案擬選用一種用于負(fù)壓較高的人工放水器，鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處應(yīng)設(shè)置放水器，管路宜每隔200M300M設(shè)置一個(gè)放水器，最大不應(yīng)超過500M。5、管路排渣裝置瓦斯抽放管路排渣裝置，適用于瓦斯抽放系統(tǒng)的主管、干管、支管的自動(dòng)排渣，是瓦斯抽放管路上必備的排渣裝置，用法蘭與管路或其它設(shè)備聯(lián)接；該設(shè)備通過分級式篩網(wǎng)擋板阻攔和沉淀管路內(nèi)的煤渣、石塊及其它大的雜物，凈化氣流；保護(hù)瓦斯抽放設(shè)備的安全。6、計(jì)量裝置1計(jì)量裝置原理及使用瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一個(gè)重要參數(shù)。煤礦普遍采用變壓降法，其原理是當(dāng)氣體通過事先校正過的節(jié)流裝置孔板時(shí)，產(chǎn)生壓力降或壓差，測出此壓力差即可換算出通過的氣體流量。7、瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀是專門用于煤礦井下測定鉆孔瓦斯?jié)舛取⒘髁俊⒇?fù)壓及溫度等數(shù)的便攜式精密儀表,也可用于測定抽放管道主管和支管道的瓦斯綜合參數(shù)。瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀具有測量精度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn),瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀通過無線傳輸將測量數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī),通過專用管理軟件繪制抽放參數(shù)圖形、編制和打印報(bào)表。第三節(jié)地面抽放泵出入端正、負(fù)壓端系統(tǒng)設(shè)計(jì)地面抽放瓦斯泵出入端是抽放瓦斯系統(tǒng)的重要組成部分，它的功能是輸送作用，把井下瓦斯輸送出來，再把瓦斯輸送出去；安全作用，利用端發(fā)生事故不致影響泵房，泵房發(fā)生事故不致影響井下；計(jì)量檢查作用，及時(shí)檢查瓦斯抽放量、瓦斯?jié)舛鹊拇笮。徽{(diào)整作用，可以調(diào)整抽放負(fù)壓、濃度等參數(shù)，還可以配以一定量的空氣，把高濃度瓦斯降下來，以適合民用。系統(tǒng)包括控制閥門、測壓嘴、防爆防回火裝置、孔板流量計(jì)、放水器、排空管配氣管等。一、管徑、材質(zhì)為了制作，安裝方便，井上及泵房管路的材質(zhì)以及聯(lián)結(jié)方法都與井下統(tǒng)一。二、防爆炸、防回火、防回氣、自動(dòng)噴粉抑爆裝置安全裝置在正常情況下，濃度較高的瓦斯在輸送過程中，一般不會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸事故，但是，往往由于種種原因，使抽放瓦斯系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)受到破壞，管內(nèi)的瓦斯?jié)舛冉档停坏┯龅交鹪炊l(fā)生瓦斯爆炸事故。因此，瓦斯泵的進(jìn)、出氣端的瓦斯管道上，均設(shè)置具有防爆炸、防回火和防回氣作用的安全裝置，以防止井下管路瓦斯爆炸或地面放空管雷擊燃燒和停泵后管路內(nèi)瓦斯、積水倒流。設(shè)計(jì)選用水封阻火泄爆裝置、干式阻火器和防回氣裝置。水封阻火泄爆裝置要符合瓦斯管道輸送水封阻火泄爆裝置技術(shù)條件AQ10722009；干式阻火器要符合煤礦瓦斯輸送管道干式阻火器通用技術(shù)條件AQ10742009；防回氣裝置，其作用為在正常抽放時(shí)，瓦斯通過逆止閥而抽出，一旦停泵后管路內(nèi)瓦斯、積水不會(huì)倒流。自動(dòng)噴粉抑爆裝置要符合瓦斯管道輸送自動(dòng)噴粉抑爆裝置通用技術(shù)條件AQ10792009。防爆炸、防回火、防回氣、自動(dòng)噴粉抑爆裝置根據(jù)具體抽放管路管徑配套。三、安全保障系統(tǒng)由于種種原因，抽放系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)受到破壞，抽放管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛冉档停虼耍驹O(shè)計(jì)根據(jù)AQ10762009煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求內(nèi)容，采用水封阻火泄爆裝置、自動(dòng)噴粉抑爆裝置等安全設(shè)施，保證瓦斯管道輸送的安全。根據(jù)AQ10762009煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定內(nèi)容32水封阻火泄爆裝置采用水封消焰阻火、泄爆部件泄除爆炸壓力，將管道內(nèi)瓦斯爆炸控制在一定范圍內(nèi)的安全保障裝置。33自動(dòng)噴粉抑爆裝置通過對瓦斯管道燃燒或爆炸信息的探測，自動(dòng)噴出干粉滅火劑將燃燒或爆炸傳播過程中的火焰撲滅，抑制燃燒或爆炸火焰?zhèn)鞑サ难b置。52地面瓦斯排空521抽出的低濃度瓦斯小利用時(shí)，其地面排空管路應(yīng)安設(shè)阻火泄爆、抑爆兩種不同原理的阻火防爆裝置。阻火泄爆裝置宜采用水封式阻火泄爆裝置，抑爆裝置宜采用自動(dòng)噴粉抑爆裝置，其安設(shè)位置如圖531所示。522自動(dòng)噴粉抑爆裝置監(jiān)控用火焰?zhèn)鞲衅靼惭b在排空管上，距排空管出氣口的距離沿管道軸向應(yīng)小于5M。523自動(dòng)噴粉抑爆裝置的安設(shè)位置距火焰?zhèn)鞲衅鞯木嚯x沿管道軸向?yàn)?0M60M。放空管1263放空管126來自井口564364圖531地面瓦斯排空系統(tǒng)安全設(shè)施安裝示意1火焰?zhèn)鞲衅鳎?壓力傳感器；3水封阻火泄爆裝置；4自動(dòng)噴粉抑爆裝置；5真空泵；6截止閥。四、采空區(qū)抽放低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)1井下采空區(qū)封閉插管瓦斯抽放，在距離封閉15M處安設(shè)自動(dòng)噴粉抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鳌?自動(dòng)噴粉抑爆裝置的安設(shè)地點(diǎn)距最近的抽放管口的距離（沿管道軸向）應(yīng)小于100M。3自動(dòng)噴粉抑爆裝置應(yīng)至少安設(shè)一組，每組抑爆裝置需安設(shè)兩個(gè)噴粉罐，兩個(gè)噴粉罐之間的距離為50M。噴粉罐安設(shè)在距抽放管路進(jìn)氣口60M和110M兩處。4抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鲬?yīng)安設(shè)在自動(dòng)噴粉抑爆裝置與抽放管進(jìn)氣口之間，距離抑爆裝置距離（沿管道軸向）為585M。五、放空管配氣管放空管一般安設(shè)在地面瓦斯抽放泵站的出入管上，并靠近機(jī)房，以利于操作，參見附圖。入口端放空管又叫配氣管。安設(shè)放空管注意事項(xiàng)為1放空管的直徑要大于或等于抽放管徑。2安裝高度一般要超過房頂3M以上。與機(jī)房墻壁距離051M為宜，最遠(yuǎn)不超過10M，并用鐵絲、鋼架加固。3為防止雜物和雨水進(jìn)入放空管，其上端管口要設(shè)置保護(hù)并保持大于300MM的距離。4放空管上空不得有高壓電線等通過。六、避雷器設(shè)置避雷器是地面抽放瓦斯安全設(shè)施中必不可少的安全裝置之一，安設(shè)在瓦斯泵站管路出入端附近。其作用是防止在陰雨天氣由于雷電引起的電火花，而破壞建筑物或點(diǎn)燃瓦斯放空管。高度要超過放空管5M以上，并將避雷導(dǎo)線埋入地表3M以下。七、孔板流量計(jì)、測壓嘴及測定裝置由于泵站測定觀測抽放參數(shù)狀況頻繁，工作人員不可能經(jīng)常出進(jìn)。因此，要把測壓嘴測出來的壓力數(shù)值反映到泵站值班室，本方案采用直接用4分管或膠皮管聯(lián)結(jié)的方法，到泵站后用軟膠皮管與測定儀器聯(lián)接。第六章瓦斯抽放泵及泵站設(shè)施第一節(jié)瓦斯抽放泵選型一、瓦斯抽放泵選型原則1瓦斯抽放的抽氣速率必須滿足礦井瓦斯抽放期間預(yù)計(jì)最大瓦斯抽放量的要求。2抽放設(shè)備的壓力，必須滿足在礦井瓦斯抽放期間，克服瓦斯管路系統(tǒng)最大的壓力損失最大阻力，并能使鉆孔孔口保持較高的負(fù)壓。3抽放設(shè)備必須適合抽放和輸送礦井瓦斯具有高度氣密性，防止工作時(shí)瓦斯涌進(jìn)泵房內(nèi)。4抽放設(shè)備配備電動(dòng)機(jī)必須防爆，防止電動(dòng)機(jī)發(fā)生火花，引起瓦斯爆炸。二、瓦斯抽放泵布置方式考慮和選擇抽放瓦斯泵的布置方式時(shí)，必須滿足技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠的要求。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全的角度分析確定，該礦瓦斯抽放泵布置方式為獨(dú)立的、并聯(lián)式布置。三、瓦斯抽放泵選型根據(jù)該礦開采地質(zhì)、瓦斯儲(chǔ)存、發(fā)展規(guī)模等情況，本方案擬選水環(huán)式真空泵，其優(yōu)點(diǎn)是；1工作葉輪內(nèi)有水環(huán)，沒有爆炸危險(xiǎn)；2結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠；3真空度高。四、瓦斯泵壓力、流量計(jì)算1、確定礦井抽出的量大純瓦斯量礦井抽出的最大純瓦斯量，是指礦井在抽放服務(wù)年限內(nèi)的最大純瓦斯抽放量。根據(jù)該礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)規(guī)模以及瓦斯儲(chǔ)存涌出情況確定。山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦預(yù)計(jì)抽出最大純瓦斯量為A、地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)Q低737M3/MINB、地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)Q高474M3/MIN2、確定瓦斯泵的流量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下瓦斯泵流量按下式計(jì)算；QBKX式中QB標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下瓦斯泵計(jì)算流量，M3/MIN；Q最大抽采瓦斯純量，M3/MIN；X瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋ǎ坏拓?fù)壓抽放瓦斯?jié)舛热?0，高負(fù)壓瓦斯抽放濃度取10；瓦斯泵的機(jī)械效率（），取80；K抽采能力富余系數(shù)，取K12則A、地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)Q泵121105M3/MINX80137B、地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)Q泵12711M3/MINK801743、確定瓦斯泵的壓力瓦斯泵的壓力就是從井下鉆孔開始，經(jīng)過抽放管路到瓦斯泵，再從瓦斯泵到利用的全部阻力損失，即必須克服管路阻力，鉆孔所需的負(fù)壓和送氣的正壓之和。包括以下幾個(gè)方面A）井下最長管路（即最大管路阻力系統(tǒng)）至瓦斯泵入口之間的摩擦阻力損失。B）該管路中的局部阻力損失。C）在鉆孔口所形成的負(fù)壓根據(jù)煤層透氣性，抽放鉆孔層位，鉆孔封孔質(zhì)量，抽放本煤層瓦斯鉆孔負(fù)壓取13000PA；抽放鄰近層負(fù)壓取5000PA；抽放采空區(qū)鉆孔負(fù)壓取5000PA。抽放管路阻力計(jì)算公式如下H691051922025D0Q520DLPT式中H阻力損失，PA；L管路長度，M；Q0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯流量，M3/H；D管道內(nèi)徑，MM；0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯運(yùn)動(dòng)粘度，M2/S；管道內(nèi)混合瓦斯密度，KG/M2；管道內(nèi)壁的當(dāng)量絕對粗糙度（01），MM；P0標(biāo)準(zhǔn)狀況下的大氣壓力101325，PA；P管道內(nèi)氣體的絕對壓力，PA；T管道中的氣體溫度為T時(shí)的絕對溫度（T273T），K；T0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度（T27320），K；T管道內(nèi)氣體的溫度。（）局部阻力一般按總阻力的1020考慮，按20考慮。確定礦井抽放系統(tǒng)服務(wù)期間最困難管線為地面抽放泵站回風(fēng)立井沿回風(fēng)大巷到礦井最西部邊界。抽放最困難時(shí)瓦斯抽放管路系統(tǒng)示意圖見圖611圖611抽放最困難時(shí)瓦斯抽放管路系統(tǒng)示意圖上上上上上上上上上上上上2196上上上上上2736245M4000M1000M100M100M1000M上上上上上上上上上上上3256100M上上上上上2196上上上上上上上52910上上上上上上上52910A、地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)最困難阻力計(jì)算結(jié)果見表611表611抽放管類別DMMLMQM3/HVOM2/SKG/M2HMPA主管509400053061537E5123524518支管20710008351537E5123523072合計(jì)7591B、地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)阻力見表612表612抽放管類別DMMLMQM3/HVOM2/SKG/M2HMPA主管509400036131537E5123252223支管313100028441544E5122364158合計(jì)63811、局部阻力損失計(jì)算局部阻力一般按總阻力的1020考慮，取20地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)HJ7591021518PA地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)HJ6381021276PA2、總阻力損失計(jì)算地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)H總759115189109PA地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)H總638112767657PA3、瓦斯泵壓力計(jì)算公式為H泵H孔H總H正K式中H泵瓦斯抽放泵所需壓力，PA；K壓力備用系數(shù)，K120；H孔抽放鉆孔所需壓力，PA；抽放本煤層瓦斯鉆孔負(fù)壓取13000PA；抽放采空區(qū)負(fù)壓取5000PA；抽放鄰近層負(fù)壓取5000PA；H總抽放管路總阻力損失，PA；H正瓦斯泵出口正壓，PA，取2000PA。則A、地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)H泵H孔H總H正K5000910920001219331PAB、地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)H泵H孔H總H正K13000765720001227188PA4、工作狀態(tài)下的抽放量換算因目前我國的真空泵曲線都是按工況狀態(tài)下的流量繪制的，所以還需按下式把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的抽采泵流量換算成工況狀態(tài)下的流量。QGQB0PT式中QG工況狀態(tài)下的瓦斯泵流量，M3/MIN；QB標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瓦斯泵流量，M3/MIN；P瓦斯泵入口絕對壓力，PA；當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?7400PA；低負(fù)壓抽放系統(tǒng)874001933168069PA；高負(fù)壓抽放系統(tǒng)874002718860212PA；PO標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力P0101325，PA；T瓦斯泵入口瓦斯的絕對溫度T273T，K；TO標(biāo)準(zhǔn)絕對溫度，（27320）K。T瓦斯泵入口瓦斯的溫度，。取瓦斯泵入口溫度T20,則地面低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)QGQB110514194M3/MIN0PT29368015瓦斯泵工況流量14194M3/MIN、吸氣壓力（絕壓）68069PA地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)QGQB7111032M3/MIN0PT2936015瓦斯泵工況流量1032M3/MIN、吸氣壓力（絕壓）60212PA5、確定瓦斯抽放泵根據(jù)煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定（安監(jiān)總煤裝2011163號）的規(guī)定“第十五條泵站的裝機(jī)能力和管網(wǎng)能力應(yīng)當(dāng)滿足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的要求。備用泵能力不得小于運(yùn)行泵中最大一臺(tái)單泵的能力；運(yùn)行泵的裝機(jī)能力不得小于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)時(shí)應(yīng)抽采瓦斯量對應(yīng)工況流量的2倍，即100抽采達(dá)標(biāo)時(shí)抽采量標(biāo)準(zhǔn)大氣壓2抽采瓦斯?jié)舛龋ó?dāng)?shù)卮髿鈮罕眠\(yùn)行負(fù)壓）預(yù)抽瓦斯鉆孔的孔口負(fù)壓不得低于13KPA，卸壓瓦斯抽采鉆孔的孔口負(fù)壓不得低于5KPA。”低負(fù)壓系統(tǒng)209M3/MIN290M3/MIN；高負(fù)壓系統(tǒng)148M3/MIN210M3/MIN；通過計(jì)算得到的壓力、流量，參考煤礦瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)五十條（國家發(fā)展和改革委員會(huì)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局國家煤礦安全監(jiān)察局文件；發(fā)改能源2005457號）第三十二條的內(nèi)容優(yōu)選瓦斯抽采設(shè)備，實(shí)現(xiàn)抽采系統(tǒng)能力最大化，作到“大流量、多抽泵、大管徑、多回路”的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合礦方的實(shí)際情況綜合考慮，本設(shè)計(jì)變更為山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦在地面建立高、低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。低負(fù)壓系統(tǒng)瓦斯泵站安裝二臺(tái)2BEC60水環(huán)式真空泵,電機(jī)功率為355KW，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。高負(fù)壓系統(tǒng)瓦斯泵站安裝二臺(tái)2BEC50水環(huán)式真空泵,電機(jī)功率為280KW，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。21007371013251087400161092100474101325108740022657水環(huán)式真空泵可以通過更換電機(jī)提高抽放量。水環(huán)式真空泵技術(shù)參數(shù)見表613；表613水環(huán)式真空泵技術(shù)參數(shù)表型號抽氣量（M3/MIN）電機(jī)功率（KW）轉(zhuǎn)速R/MIN外形尺寸（長寬高M(jìn)M）供水量（M3/H）備注2BEC50210280380260315801450781742BEC602903553202837183017201082412BEC60性能曲線2BEC50性能曲線6、水環(huán)式真空泵特征水環(huán)式真空泵，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，磨損小，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)部件主要有葉輪、軸、軸套等組成，定子主要有泵體側(cè)蓋、分配器、軸承架等組成。以水作工作液體，被抽氣體無油污染，泵內(nèi)無摩擦、壓縮產(chǎn)生的熱量為水所吸收；操作簡易，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。通過以上計(jì)算可以看出，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦設(shè)計(jì)安裝使用低負(fù)壓系統(tǒng)2BEC60水環(huán)式真空泵及所選管路；高負(fù)壓系統(tǒng)2BEC50水環(huán)式真空泵及所選管路均能夠滿足生產(chǎn)要求。第二節(jié)地面瓦斯抽放泵站位置及建筑要求一、地面瓦斯抽放泵站要求1地面泵站必須用不燃性材料建筑，并必須有防雷電裝置。2地面泵房距井口及井上主要建筑物不得小于50M，并用柵欄或用圍墻保護(hù)。3地面泵房和泵房周圍20M范圍內(nèi)，禁止堆積易燃物和有明火。4地面泵房內(nèi)的電器設(shè)備照明和其它電器儀表都采用礦用防爆型，否則必須采取安全措施。5瓦斯泵房必須有直通礦調(diào)度室的電話。6地面瓦斯泵房必須有檢測管道瓦斯?jié)舛取⒘髁俊毫Φ葏?shù)的儀表或自動(dòng)檢測系統(tǒng)。7瓦斯抽放管路系統(tǒng)中，必須設(shè)置防回火、防回氣和防爆炸作用的安全裝置，并定期檢查，保持性能良好。8抽放泵的放空管的高度，應(yīng)超過泵房房頂3米。9泵站必須有專人值班，每半小時(shí)檢查一次泵站內(nèi)瓦斯?jié)舛龋艿纼?nèi)瓦斯?jié)舛取⒘髁俊⒇?fù)壓、正壓、CO等各參數(shù)，并做好記錄，每2小時(shí)匯報(bào)一次調(diào)度。10利用瓦斯時(shí)，瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?0。11在利用瓦斯系統(tǒng)中，必須設(shè)有防回火、防回氣、防爆炸作用的安全裝置。12瓦斯抽放泵站必須設(shè)置瓦斯傳感器，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到05時(shí)，能自動(dòng)切斷瓦斯泵站內(nèi)的一切電源。13抽放泵站輸入管路中必須設(shè)置瓦斯傳感器，利用瓦斯時(shí)，在輸出管路中必須設(shè)置瓦斯傳感器。14瓦斯抽放泵及附屬設(shè)施必須有一套備用。15瓦斯抽放泵的供電，應(yīng)各有兩回路直接由變（配）電所饋出的供電線路，受條件限制時(shí)，其中的一回路可引自上述同種設(shè)備房的配電裝置。上述供電線路應(yīng)來自各自的變壓器和母線段，線路上不應(yīng)分接任何負(fù)荷，瓦斯泵的控制回路和輔助設(shè)備，必須有與主要設(shè)備同等可靠的備用電源。二、瓦斯抽放泵站的建筑根據(jù)煤礦安全規(guī)程和礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，建筑泵站應(yīng)符合下述原則1泵站最好設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)廣場內(nèi)，站房距井口和主要建筑物以及居民點(diǎn)不得小于50M，并用柵欄或圍墻保護(hù)；泵房內(nèi)和泵房周圍20M以內(nèi)嚴(yán)禁明火；2泵站位置應(yīng)考慮到便于利用和敷設(shè)管路；3泵站位置應(yīng)選在運(yùn)輸、供水和供電方便的地點(diǎn)；4泵站應(yīng)設(shè)在不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可行地帶，應(yīng)避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等。三、瓦斯抽放泵站的確定根據(jù)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦的實(shí)際情況，確定地面瓦斯抽放泵站在回風(fēng)立井的山坡上，距井口及井上主要建筑物距離均大于50M，供電、供水方便，泵站位置處沒有滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)，大于歷年最高洪水標(biāo)高。抽放泵站是有爆炸危險(xiǎn)性的甲類廠房，設(shè)計(jì)考慮門窗作為泄壓面積與廠房體積的比值為0075，在005022之間。值班室和配電室毗鄰泵站外墻設(shè)置，值班室與配電室有門連通，值班室有直通室外的安全出口。由配電室和值班室通過防護(hù)墻進(jìn)入泵房的管線，在墻上的孔洞，一律用不燃燒性發(fā)泡材料封嚴(yán)，以使兩面充分隔離。抽放泵站的建筑物及構(gòu)筑物選用不燃性材料建設(shè)。瓦斯泵房由于承受的振動(dòng)負(fù)荷，建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框結(jié)構(gòu)考慮到水環(huán)式真空泵的排水口攜帶有瓦斯氣體，所以設(shè)計(jì)將排水池設(shè)在室外，通過連通管與室內(nèi)供水井連通。水井結(jié)構(gòu)采用磚混結(jié)構(gòu)并適當(dāng)配筋。瓦斯抽放泵和供水泵的安裝要預(yù)筑基礎(chǔ)，用混凝土搗制；放空管采用混凝土基礎(chǔ)支撐，或采用拉線固定。抽放站周圍及場地內(nèi)要進(jìn)行綠化，栽種草樹，對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。第三節(jié)供電及配電根據(jù)山西省電力公司和順供電支公司與山西良順煤業(yè)有限公司簽定的供電協(xié)議，一路35KV電源引自三奇110KV變電站的35KV母線；另一路35KV電源引自和順110KV變電站的35KV母線。在礦井工業(yè)廣場新建一座35KV變電所。10KV采用單母線接線方式，變電所的電氣設(shè)備均為室內(nèi)布置。因瓦斯抽放泵站為一級負(fù)荷，需雙電源供電，引自井口變電站不同母線段分別引兩回10KV電源，高壓線路采用電纜敷設(shè)引入瓦斯泵站配電室。抽放站配電室內(nèi)設(shè)擔(dān)負(fù)循環(huán)冷卻水泵、抽放站內(nèi)照明設(shè)備及監(jiān)測設(shè)備的供配電任務(wù)。配電室選用KBSGZ100/10/066/04干式變壓器2臺(tái)、PBG200/10礦用隔爆型高壓真空配電裝置3臺(tái)、PBG50/10礦用隔爆型高壓真空配電裝置2臺(tái)、QJGZ50/10礦用隔爆型高壓真空啟動(dòng)器4臺(tái)、KBZ200/660V礦用隔爆型低壓真空饋電開關(guān)3臺(tái)、QBZ120/660V礦用隔爆型低壓真空啟動(dòng)器2臺(tái)、QBZ80/660V礦用隔爆型低壓真空啟動(dòng)器4臺(tái)、ZBZ4/660V/127V礦用隔爆型照明綜合裝置一套。高壓真空配電裝置分別引出MYJV10KV395、MYJV10KV335、MYJV10KV325電纜對變壓器、水環(huán)真空泵配電。變壓器饋出MY370125電纜；又MY316110電纜對水泵、照明綜保配電。照明采用KBB60型隔爆照明燈。在值班室內(nèi)設(shè)一供水傳感器，即當(dāng)供水水泵供水壓力不夠或無水時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警。配電室必須與瓦斯抽放泵房充分隔離，由配電室通過防護(hù)墻進(jìn)入泵房的管線，在墻上的孔洞，一律用不燃燒性發(fā)泡材料封嚴(yán)，同時(shí)配電室必須有良好的通風(fēng)，必須設(shè)置天窗或安裝煙筒。以防止瓦斯積聚，發(fā)生事故。瓦斯泵站供電系統(tǒng)見瓦斯泵站供電系統(tǒng)圖。第四節(jié)采暖通風(fēng)瓦斯泵站冬季要求采暖，有自然通風(fēng)的情況下，室內(nèi)采暖溫度為10攝氏度至15攝氏度。采暖熱媒為70攝氏度至95攝氏度的熱水。根據(jù)礦井實(shí)際情況，瓦斯泵站供暖采用礦井供暖鍋爐直接供暖，供暖管路采用50MM管路，泵房內(nèi)管路采用25MM管路，采用圓翼型60A暖氣片。本方案不采用機(jī)械通風(fēng)，根據(jù)國內(nèi)外瓦斯抽放泵站的經(jīng)驗(yàn)，瓦斯泵房加開天窗可以解決通風(fēng)問題。第五節(jié)給水排水本方案采用的2臺(tái)2BEC50型水環(huán)式真空泵,2臺(tái)2BEC60型水環(huán)式真空泵，在運(yùn)行中的耗水量合計(jì)為25M3/H。因此，在泵站外設(shè)立一個(gè)300M3的蓄水池，在泵站內(nèi)設(shè)立一個(gè)150M3的蓄水井，安裝4臺(tái)80DL離心泵，給2BEC50型和2BEC60型水環(huán)式真空泵供水。使用后的水可直接排入蓄水池。建立水循環(huán)系統(tǒng)。工業(yè)廣場供來的水直接進(jìn)入蓄水池。給水管道采用鍍鋅鋼管，埋地敷設(shè)至抽放站，埋深至管頂一般為05M，需跨越建筑物時(shí)，架空敷設(shè)，明設(shè)管道需采用保溫措施，保溫方式同供暖管道。水泵電機(jī)必須防爆。水的軟化天然水中含有某些金屬離子，這些金屬離子在水中的濃度被稱為水的硬度。對于天然水而言，這些金屬離子主要是鈣CA2、鎂MG2離子。這些金屬離子在水被加熱時(shí)，由于水的蒸發(fā)濃縮水中的CA2、MG2等陽離子不斷地與水中某些陰離子結(jié)合成難溶物質(zhì)而析出，形成一些成份不同、密度不同、堅(jiān)硬的固體附著物水垢（俗稱水銹）。瓦斯泵結(jié)水垢后，會(huì)在泵體內(nèi)部、葉輪上形成厚厚的堅(jiān)硬的固體，嚴(yán)重時(shí)使泵不能正常運(yùn)行。為保證瓦斯泵正常運(yùn)行，防止瓦斯泵結(jié)水垢和水對瓦斯泵的腐蝕,瓦斯泵站水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)該建立水質(zhì)軟化系統(tǒng)，其工作原理是當(dāng)水通過軟水器時(shí)，水中的鈣、鎂離子被樹脂中的鈉離子置換出來，使水的硬度降低，從而達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)水環(huán)式真空泵選用NLFH06/250型軟化水設(shè)備。泵站內(nèi)還要備用必要的消防用軟管和SXL00消火栓。第六節(jié)監(jiān)測煤礦安全規(guī)程規(guī)定；抽放泵站輸入管路中必須設(shè)置瓦斯傳感器，利用瓦斯時(shí)，輸出管路中必須設(shè)置瓦斯傳感器。本設(shè)計(jì)采用如下監(jiān)測系統(tǒng)1、人工監(jiān)測、瓦斯泵站監(jiān)測流量、壓力濃度可以通過4根4分鐵管直接進(jìn)入泵站值班室，泵站值班室設(shè)有三個(gè)“U”型水柱計(jì)，由于負(fù)壓大，必須裝入水銀分別顯示負(fù)壓，節(jié)流和正壓，濃度可由在正壓管上接出的一個(gè)小三通，直接測出。、井下采用人工監(jiān)測，在各分管、支管、主管上都必須安裝孔板流量計(jì)、觀測嘴，用來觀測瓦斯?jié)舛取毫Α⒘髁俊?、瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程和煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范AQ10292007泵房必須有直通礦調(diào)度室的電話，選用本質(zhì)安全型電話和檢測管道瓦斯?jié)舛取⒘髁俊毫Φ葏?shù)的儀表或自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)；煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)傳感器的數(shù)據(jù)及狀態(tài)必須傳輸?shù)降孛嬷鳈C(jī)，煤礦必須按礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書規(guī)定的型號選擇監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器、斷電控制等關(guān)聯(lián)設(shè)備，嚴(yán)禁對不同系統(tǒng)間的設(shè)備進(jìn)行置換的規(guī)定要求。本設(shè)計(jì)選用和礦井監(jiān)測系統(tǒng)相配套的KJ90NB型瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于瓦斯抽放流量、濃度、負(fù)壓、溫度和壓差等的連續(xù)監(jiān)測。具有監(jiān)測參數(shù)就地顯示和信號傳輸功能，既可獨(dú)立運(yùn)行，又可與本礦監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用。在瓦斯抽放系統(tǒng)的負(fù)壓側(cè)和利用側(cè)（正壓側(cè)）安裝瓦斯?jié)舛取⒘髁俊毫Φ葌鞲衅髋c礦監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)均通過傳輸電纜傳到總調(diào)度中心集中監(jiān)控模擬盤（主機(jī)），可以通過主機(jī)對測控站進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)測。3主要監(jiān)控功能實(shí)時(shí)監(jiān)測管道參數(shù)監(jiān)測對井上下抽放管道內(nèi)氣體的流量、溫度、壓力、甲烷濃度、CO傳感器等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。自動(dòng)計(jì)算管道標(biāo)況瓦斯混合量及累計(jì)量、標(biāo)況瓦斯純量及累計(jì)量，并能自動(dòng)記錄、查詢、打印各類數(shù)據(jù)和報(bào)表。當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光警報(bào)信號。環(huán)境參數(shù)監(jiān)測對瓦斯泵房、管道走廊的環(huán)境瓦斯?jié)舛取h(huán)境溫度等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。采用甲烷濃度傳感器、溫度傳感器等監(jiān)測泵房、管道走廊環(huán)境參數(shù)。當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)甲烷濃度、溫度超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光警報(bào)信號。工況參數(shù)監(jiān)測對真空泵的軸溫、電機(jī)軸溫、開停狀態(tài)、防爆安全裝置壓差等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。采用溫度傳感器、開停傳感器、壓力傳感器等監(jiān)測抽采泵的工作參數(shù)。當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光警報(bào)信號。供水參數(shù)監(jiān)測對真空泵供水狀態(tài)、熱水池水位、水溫、冷卻水池水位、水溫等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。采用供水傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、溫度傳感器等監(jiān)測真空泵的供水狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光警報(bào)信號。供電參數(shù)監(jiān)測對真空泵的供電電壓、電流、功率、功率因數(shù)等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光警報(bào)信號。控制瓦斯抽放泵站控制方式采用就地控制和集中控制兩種，同時(shí)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)操作控制。具體有以下控制內(nèi)容對真空泵、循環(huán)水泵分別實(shí)現(xiàn)就地和集中開停控制；對冷卻塔電機(jī)實(shí)現(xiàn)集中開停控制。當(dāng)環(huán)境瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)，自動(dòng)停止真空泵。當(dāng)環(huán)境溫度超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)自動(dòng)停止。真空泵與供水傳感器實(shí)現(xiàn)閉鎖，斷水時(shí)立即自動(dòng)停泵，供水正常后方能重新啟動(dòng)真空泵。真空泵軸溫、電機(jī)軸溫與軸溫傳感器實(shí)現(xiàn)閉鎖，軸溫超過設(shè)定報(bào)警值時(shí)自動(dòng)報(bào)警斷電。4抽放監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)井下監(jiān)測點(diǎn)及數(shù)量井下有1個(gè)預(yù)抽面，有1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)；高抽巷有1個(gè)監(jiān)測點(diǎn)；采空區(qū)2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，共有4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)布置井下監(jiān)測設(shè)備由前述可知井下共有抽放監(jiān)測點(diǎn)4個(gè)，需要4組抽放監(jiān)測。每組傳感器監(jiān)測5個(gè)抽放參數(shù)，即甲烷傳感器、CO傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、負(fù)壓傳感器。根據(jù)井下監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量和分布，4臺(tái)監(jiān)控分站。地面監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量及要求對管道走廊內(nèi)2趟進(jìn)氣抽采管路，2趟出氣管路氣體參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。對泵房4臺(tái)真空泵進(jìn)行軸溫、供水狀態(tài)監(jiān)測。對4臺(tái)真空泵電機(jī)進(jìn)行軸溫、開停監(jiān)測。對4臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行開停監(jiān)測。對熱水池、冷水池進(jìn)行水位、水溫監(jiān)測。對瓦斯泵房、管道走廊的環(huán)境瓦斯?jié)舛取囟冗M(jìn)行監(jiān)測。對真空泵供電參數(shù)電流、電壓、功率、功率因數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測。地面控制點(diǎn)數(shù)量及要求對泵房4臺(tái)真空泵進(jìn)行就地和集中開停控制，同時(shí)實(shí)行水電閉鎖控制。對4臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行就地和集中開停控制。對1臺(tái)冷卻塔電機(jī)進(jìn)行集中開停控制。對環(huán)境瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測進(jìn)行監(jiān)測。地面監(jiān)控設(shè)備環(huán)境甲烷濃度傳感器4個(gè)泵房房頂共3個(gè)、水泵房1個(gè)。管道甲烷濃度傳感器4個(gè)進(jìn)氣管道2個(gè)、出氣管道2個(gè)。溫度傳感器5個(gè)冷水池各1個(gè)、管道4個(gè)。流量傳感器4個(gè)進(jìn)氣管道2個(gè)、出氣管道2個(gè)。軸溫傳感器12個(gè)4臺(tái)抽放泵8個(gè)軸前后端各1個(gè)、4臺(tái)電機(jī)各1個(gè)；開停傳感器8個(gè)4臺(tái)抽放泵電機(jī)4個(gè)、4臺(tái)循環(huán)水泵電機(jī)4個(gè)。供水傳感器4個(gè)4臺(tái)抽采泵4個(gè)。液位傳感器2個(gè)冷水池1個(gè)、熱水池1個(gè)。CO傳感器4個(gè)進(jìn)氣管道2個(gè)、出氣管道2個(gè)。根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量和分布，監(jiān)控分站8個(gè)。可編程控制柜1臺(tái)，上位機(jī)2臺(tái)。傳感器技術(shù)參數(shù)見（表661）監(jiān)控傳感器布置見附圖。表661井上、下傳感器技術(shù)參數(shù)表序號設(shè)備名稱監(jiān)測指標(biāo)精度測試范圍數(shù)量（個(gè)）1甲烷傳感器管道瓦斯?jié)舛?1009982甲烷傳感器泵房環(huán)境瓦斯?jié)舛?0543氣體流量傳感器管道氣體流量30300M3/MIN84正壓傳感器正壓端管道內(nèi)壓力1085MPA25負(fù)壓傳感器負(fù)壓端管道內(nèi)壓力1001MPA66液位傳感器水池液位05FS05M27溫度傳感器供水、管道、軸溫10100218CO傳感器管道氣體0PPM500PPM89火焰?zhèn)鞲衅鞣趴展?10壓力傳感器411供水傳感器412開停傳感器8第七節(jié)防雷接地一、防雷根據(jù)GB500572010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，瓦斯抽放泵房是具有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物，屬第一類防雷建筑物，必須在瓦斯抽放泵房安裝獨(dú)立避雷針，確保瓦斯抽放泵房及其所有設(shè)備、管線不受雷電破壞和侵?jǐn)_。瓦斯泵房防雷采用在離放空管3M以外處設(shè)避雷針，在泵房屋頂平面設(shè)不超過55M或64M的避雷網(wǎng)格，并采取防止感應(yīng)雷及雷電波侵入的措施。措施如下1建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架等較大金屬物和突出屋面的爬梯、風(fēng)管等金屬物、均可靠連接到泵房防雷接地裝置上。2平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長金屬物，采用金屬線跨接，跨接點(diǎn)的間距不大于30M；交叉凈距小于100MM時(shí)，其交叉處亦跨接。長金屬物的彎頭、閥門、法蘭盤等連接處用金屬線跨接，接地線與接地干線可靠連接。3高、低壓線路采用電纜直接埋地敷設(shè)，在入戶端將電纜的金屬外皮、鋼管接到泵房防直擊雷的接地裝置上。4架空、埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進(jìn)出建筑物處，與泵房防直擊雷的接地裝置相連。距離建筑物100M內(nèi)的管道，每隔25M左右接地一次。接地引下線沿管道支架引入地下，且就近與接地干線可靠連接，沖擊接地電阻不大于30。二、接地瓦斯泵房內(nèi)配電系統(tǒng)工作接地與所有設(shè)備金屬外殼的保護(hù)接地共用一組接地裝置，并與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、泵房防雷接地系統(tǒng)共用接地裝置，接地電阻不大于1。避雷線設(shè)獨(dú)立接地裝置，該裝置與被保護(hù)的放空管、及與其有聯(lián)系的金屬管道、電纜等間距不小于3M，每一接地點(diǎn)的沖擊接地電阻不大于5。三、專項(xiàng)設(shè)計(jì)根據(jù)GB500572010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定及其它相關(guān)規(guī)定，由具有資質(zhì)的單位，作專項(xiàng)防雷、接地設(shè)計(jì)，瓦斯泵房安裝防雷裝置后，必須申請所在地氣象主管部門，進(jìn)行檢測驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可投入使用。第七章抽放參數(shù)的測定與檢查第一節(jié)井下參數(shù)測定井下抽放管網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控參數(shù)有抽放負(fù)壓、瓦斯?jié)舛取⑼咚沽髁俊y定地點(diǎn)有主管、支管、分管、抽放鉆孔采空區(qū)抽放等。井下管路監(jiān)測采用人工方法，監(jiān)測設(shè)備包括標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，AQC型瓦斯?jié)舛葯z定器；U型壓力計(jì)，管路系統(tǒng)的控制主要靠閥門。一、壓力測定測定壓力的儀表很多，但抽放管