煤矿瓦斯抽放泵房设备选型设计方案

选型设计方案1、设计依据〔1〕高负压抽采量估量依据第三章第一节瓦斯推测局部，分析可知1号煤层瓦斯含量较大，掌握一样面积时所需抽采设备抽采力量要求较高，为确保抽采系统能满足最困难时期要求，分别进展抽采量计算并比较选取最大值进展计算，最困难时期回采工作面走向长约820m，考虑抽、掘、采平衡预抽时间均按6个月、其他煤层可缩短预抽时间，煤巷条带掌握35m，掌握整个回采区域进展计算。13120352.41×1.49〔12.72-5.0/6/30/1440=1.34m³/min；②1号煤层回采区域顺层钻孔预抽瓦斯量：1×820×150×2.41×1.49×〔12.72-5.04〕/12/30/1440=6.54m³/min。③考虑开采保护层预抽被保护层煤层瓦斯及石门揭煤工作面，设计按1.0m³/min计算。综上所述，取大值确定抽采量，矿井抽采量为1.34+6.54+1.0=8.88m3/min，综合考虑，按9m3/min进展高负压抽采设备选型。2〕低负压抽采量估量期对采空区进展密闭抽采。依据矿井瓦斯涌出量计算，矿井通过高负压抽采后，回采工作面瓦斯涌出量最大的煤层为1煤层开采时，高负压抽采后，采煤工作面相对瓦斯涌出量为7.25m3/t，确定瓦斯涌出量为4.68m3/min，设计高负压抽采后采煤工作面确实定瓦斯涌出量按5m3/min斯量1m3/min按4m3/min进展低负压抽采设备选型。9m3/min抽采纯量进展高负压抽采设备选型，依据《煤矿安全规程》专家释义，瓦斯利用时浓度不得低于30%。设计抽采瓦斯浓度35%4m3/min10%计。井下抽采钻孔的设计孔口负压〔Pa〕，13000〔Pa〕，5000〔Pa〕。2、抽采管路系统KQVKQVd=0.1457d——瓦斯管内径，m；V=5～12m/s10m/s；Q ——管内混合瓦斯流量，按其效劳范围和效劳年限最大值计算；混K=1.2～1.8K=1.3。7-5-1。管路名称气体流 管道速 内径〔m/s〕管路名称气体流 管道速 内径〔m/s〕〔m〕流量系数〔mm〕纯瓦斯流工况下混量瓦斯浓合瓦斯流〔m³/min度〔%〕量〕〔m³/min〕高负压地面主管93533.43100.271.3DN300mm回风斜井93533.43100.271.3DN300mm石门93533.43100.271.3DN300mm采面支管73526100.231.3DN250mm掘进支管2357.43100.131.3DN200mm低负压地面主管41052100.331.3DN350mm回风斜井41052100.331.3DN350mm石门41052100.331.3DN350mm采面回风巷21517.33100.191.3DN250mm3、井下管路阻力计算瓦斯抽采管路阻力由管路摩擦阻力和局部阻力两局部组成。管路摩擦阻力阻力损失按下式计算：H——阻力损失，Pa；L——直管长度，m；Q0——标准状况下混合瓦斯流量，m3/h；d——管道内径，cm；v0——标准状况下混合瓦斯运动粘度，m2/s；ρ——管道内混合瓦斯密度〔kg/m2〕；△——管道内壁的当量确定粗糙度〔mm〕。P0——标准大气压力，101325Pa；P——Pa；t时确实定温度，K；T=273+25=298Kt——管路中的气体温度，23℃。管路局部阻力20%。7-5-2。管路名称△〔mm〕d〔mm〕管路名称△〔mm〕d〔mm〕vo〔m2/s〕Qo〔m3/h〕L〔m〕ρ〔kg/m3〕Po〔Pa〕P〔Pa〕T(K)高负压298298298298298298298298298地面主管0.023001.620233200.8410132588200风井主管0.023001.620237800.8410132588200石门0.023001.620231200.8410132588200采面支管0.022501.615608200.8410132588200合计0.022001.64468200.8410132588200低负压低负压主管0.023501.631203200.9310132588200风井主管0.023501.631206200.9310132588200石门0.023501.631201800.9310132588200合计0.022501.610408200.93101325882004、瓦斯抽采泵力量计算及选型①抽采设备选择应符合以下规定：瓦斯抽放泵应选用湿式。抽采设备应配备防爆电气设备及防爆电动机。备用抽采设备及附属设备应与抽采设备具有等同力量。②标准状态下抽采系统压力可按以下公式计算：H(HrHc)KHrhrmhrjhHchcmhcjhz联合三式得：h hrmhrjhcmhcj总H(h h总 k

hz)K则高负压时：H(h h总 k

hz)K=(5875.1+13000)×1.2=22650Pa低负压时：H(h h总 k式中：

hz)K=(4362.72+5000)×1.2=11235PaH 抽采设备压力〔Pa〕Hr----抽采设备入口侧〔负压段〕10-15年内管路最大阻力损失〔Pa〕Hc 抽采设备出口侧〔正压段〕管路阻力损失〔Pa〕可取1.2-1.8,本次取1.2hrm 入口侧〔负压段〕管路最大摩擦阻力〔Pa〕hrj 入口侧〔负压段〕管路局部阻力〔Pa〕hk 井下抽采钻孔的设计孔口负压〔Pa〕，高负压取13000，低负5000hcm 出口侧〔正压段〕管路最大摩擦阻力〔Pa〕hcj 出口侧〔正压段〕管路局部阻力〔Pa〕hz 出口侧〔正压段〕的出口正压〔Pa〕，出口进入瓦斯储气罐，可3500-5000Pa,hz=0Pah 抽采设备出，入口侧总阻力，总③抽采泵工况压力可按下式计算：Pg=Pd-H式中：Pg 采泵工况压力〔Pa〕Pd 抽采泵站的大气压力〔Pa〕④标准状态下抽采泵流量可按下式计算：Q QB XQ，m³/min；B，m3/min；K——抽采力量充裕系数1.2～1.8；η——泵的机械效率，取0.8；C——瓦斯泵入口处估量瓦斯浓度，0.35、0.15。高、低负压瓦斯泵流量计算如下表高、低负压瓦斯泵标况下流量高负压高负压低负压K1.61.6Q94X0.350.10n0.80.8Qb51.4804、抽采泵工况流量Q PT0 Qg PT B0Q，m³/min；BP101325Pa；0P——抽采泵入口确定压力，Pa；，K；T=273+25=298K；TK；T=273+20=293K；0 0高、低负压瓦斯泵流量计算如下表高、低负压瓦斯泵流量计算如下表QbPoTPToQg高负压51.41013252986555029380.8低负压8010132529876965293107.15、瓦斯抽采达标流量〔安监总煤装[2023]163号〕的第15条有关规定，运行泵的装机力量不得小于瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应工况流量的2倍进展校核，承受以下公式进展校核：2q PQ 高0

229101325 316.41m3/min式中：

XP 0.3553066.72Q——标准状态下抽采泵的计算流量，m³/min；q——抽采达标时抽放流量，m³/min；高P101325Pa；0P——抽采泵入口确定压力，Pa；P=P-H；d 泵X——瓦斯浓度，%；瓦斯抽采达标流量校核计算结果如下表：量〔m3/min〕量〔m3/min〕P(Pa)0瓦斯浓度(%)Pd(Pa)H(Pa)泵Q〔m3/min〕910132535882002145679.54101325108820011605105.36、瓦斯泵选型结果其真空压力655.5hPa93m3/min72.5kW390r/min，660V。2台2BEK-400113.9m3/min，93.5kW，配套电机功率160kW490r/min660V。7-5-1。图7-5-1 2BEK-400高、低负压瓦斯泵工况曲线图7、抽放泵电动机验算：N＝Nk／ηηe 轴 e e tr：k(k=1.1～1.2)，1.15；e eη0.98；e高负压抽放泵电机功率：N＝1.15×72.5/0.98＝85.1kW<110kW；e低负压抽放泵电机功率：N＝1.15×93.5/0.98＝109.7kW<160kW。e110kW160kW依据高负压抽采泵冷却水消耗量为6.1m3/h，低负压抽采泵冷却水消耗量为4.73/h10.8m3/h100QJ15-27/8227m，2.2kW。三、抽放管路系统四、管路敷设及附属装置1〕管路敷设6～9m每隔80~100m均设置一个止推支承。管路坡度取1%，管接头，阀门以及各种零要求；不得与带电物体接触并应有防止砸坏管路的措施。瓦斯管的连接方式200m时，要做好接头处的电气连接。附属装置距为200-300m，最大500m；出口处还应设取样阀门、瓦斯浓度和流量测定装置等。管路防腐及地面管路防冻外表涮油漆防腐。、抽放泵房主要附属