矿井井下移动瓦斯抽放设备与管理

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第一节井下移动瓦斯抽放概述一、必要性（一）国家的重视瓦斯治理十二字方针：

“先抽后采，监测监控，以风定产〞（二）我国的煤矿瓦斯现状使然

1、阳泉综采工作面瓦斯涌出量40m3/min,国外个别工作面高达80～100m3/min;

2、我国50年代开始抽采，到1999年底158个煤矿建立了抽放系统，年抽放量7.89亿m3。煤与瓦斯突出矿井约9000多处，占矿井总数的30%左右。

二、瓦斯抽放必要性的几个条件；

（1）通风能力（矿井的瓦斯涌出量超过该矿井所能稀释的瓦斯量时，就有必要考虑瓦斯抽放）

（2）法规要求(3)资源利用

（4）环保需要（瓦斯时引起全球温度升高产生“温室效应〞的温室气体之一，甲烷引起的升温效应是同体积二氧化碳的25倍）

三、《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定必需进行瓦斯抽放的矿井为：（1）当回采工作面瓦斯涌出量>5m3/min；

（2）掘进工作面瓦斯涌出量>3m3/min，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应当抽放瓦斯。

（3)矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：——大于或等于≥40m3/min；

——年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；——年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；——年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min；——年产量等于或小于0.4Mt，大于15m3/min；

（4）开采有煤与瓦斯突出危险煤层。四、抽放瓦斯的方法：（一）分类

a\\按瓦斯的来源分三类：开采煤层、邻近层、采空区抽放；b\\按抽放的机理分为两类：未卸压和卸压抽放；

c\\按汇集瓦斯的方法分为三类。钻孔、巷道抽放、钻孔与巷道综合抽放?二）开采煤层的瓦斯抽放

?开采煤层的瓦斯抽放，是在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作。

1、未卸压的钻孔抽放

?本法适用于透气数较大的开采煤层预抽的瓦斯。

?按钻孔与煤层的关系分为穿层钻孔和沿层钻孔；按钻孔角度分为上向孔、下向孔和水平孔。我国多采用穿层上向钻孔。

?钻孔参数：

?钻孔方向,我国多为上向孔；?抽放负压孔口负压不超过14kPa?孔间距30—50m?钻孔直径70—100mm2、卸压的钻孔抽放

（三）卸压的钻孔抽放

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?1）、随掘随抽

2）、随采随抽顶板走向钻孔，

?顶板巷道

上向穿层钻孔钻场C13煤20~25m50m11－2煤1782（1）工作面图31782（3）底板抽放巷钻场钻孔布置图1782（3）底板抽放巷下向钻孔采空区

（四）邻近层的瓦斯抽放邻近层含义(相对于开采层而言)为什么邻近层抽放总能抽出瓦斯呢？

?煤层开采后，在其顶板形成三个受采动影响的地带：冒落带、裂隙带和变形带，在其底板则形成卸压带。

?参数：钻场位置；钻场或钻孔的间距；钻孔角度；钻孔进入的层位；孔

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径和抽放负压。

PQε自然涌出带涌出变化带涌出活跃带涌出衰减带弯曲下沉带ⅠⅡⅢ裂隙带Ⅳ冒落带原始应力区集中应力区zσ应力降低区应力恢复区

图2-1围岩应力分区与瓦斯涌出分带的时空关系示意图

走向方向围岩的应力分布特征

岩层在走向上按应力状态、移动特征可以分为四个区、三个带，如图2-1所示。

（1）水平方向各区的基本特点

原始应力区：该区一般位于工作面前方60～150m以远，岩层处于原始应力场，不受采动影响，透气性系数为其原始值。

集中应力区：该区出现在工作面前方60～150m范围内，岩层处于受采动影响形成的集中应力场中，垂直方向上的应力δz一般可升高2～5倍。岩体在集中应力下处于压缩状态，煤、岩层的孔隙率显著降低，其透气性系数大大降低，一般仅为原始值的数十至数百分之一。岩层的破坏形态以剪切为主、拉断为辅。

应力降低区：应力降低区出现在工作面前方4～5m到工作面后方50～150m以远，岩层处于卸压状态。自开采层水平由近而远岩层有不同程度的沉降与膨胀变形，岩层间出现离层现象。岩层得到充分的卸压、扩张或形成垂直和水平的裂隙，使岩层的透气性系数成十、成百倍的增加。

应力恢复区：随着工作面的推进，卸压区的岩层在地应力作用下逐渐压

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实，岩层中原来产生的水平和垂直裂隙不断缩小以至闭合，使其透气性逐渐减小。该区的岩层应力随时间的推移，应力会逐渐升高，但无论时间多长，该区的应力值也不能恢复到原始应力值。

（2）垂直方向各区的基本特点

工作面上覆岩层由上向下按其破坏程度可分为三个带：冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。

冒落带:

冒落带是指用全部跨落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层顶板岩层产生冒落破坏的范围。冒落带内岩层破坏的特点是：①随着煤层的开采，顶板岩层在自重的作用下，发生弯曲、断裂、破碎成块而冒落。冒落岩块大小不一，无规则地堆积在采空区内。根据冒落岩块的破坏和堆积状况，冒落带可分为不规则冒落带和规则冒落带两部分。在不规则冒落带内，岩层完全失去原有的层位，岩块破碎、堆积紊乱；在规则冒落带内，岩层基本上保持原有层次，位于不规则冒落带之上。②冒落岩石具有一定的碎胀性，冒落岩块空间较大，连通性好，有利于瓦斯和水通过。冒落岩石的体积大于冒落前的原岩体积。岩石具有的碎胀性是使冒落能自行中止的根本原因。③冒落岩石具有可压缩性。冒落岩块的空隙随着上覆岩层的下沉，压力的增大，在一定程度上可得到落实，一般是稳定时间越长，落实性越好，但永远不会恢复到原岩体的体积。④冒落带的高度（简称“冒高〞）主要取决于采出煤层厚度、上覆岩石的碎胀系数和倾角等，寻常为采出厚度的3～5倍。顶板岩石坚硬时，冒高为采出厚度的5～6倍。顶板为软岩时，冒高为采出厚度的2～4倍。实践中可用下式近似估算冒高H冒:

H冒?M（2-1）

(k?1)cos?式中：M—煤层采厚；k—岩石碎胀系数；α—煤层倾角；裂隙带:

在采空区上方覆岩层中产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那

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部分岩层及所属的空间范围称为裂隙带。裂隙带寻常位于冒落带和弯曲下沉带之间。裂隙带内岩层产生较大的弯曲、变形及破坏，其破坏特征是：岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝或断裂，而且产生顺层理面的离层。层内产生大量的裂隙、裂缝，具有良好的透气、导水性。按裂隙产生的数量及性质，裂隙带又可分成贯穿裂隙带与非贯穿裂隙带。贯穿裂隙带内岩层内部的裂隙、裂隙密度大且相互贯穿，是瓦斯、水的良好滚动通道。非贯穿裂隙带内岩层内部的裂隙密度小且连通性差，对瓦斯、水的滚动阻力较大。裂隙带的高度一般为采高的10～30倍。当然这不包括冒落带的高度。

弯曲下沉带:

弯曲带位于裂隙带之上直至地表。此带内岩层的移动特点：

①岩层在自重力的作用下产生层面法向弯曲，在水平方向处于双向受压缩状态，因而其落实程度较好。

②弯曲带内岩层的沉陷过程是连续而有规律的，并保持其整体性和层状结构，不存在或极少存在离层裂缝。在坚直面内，各部分的移动值相差很小。

③弯曲带的高度主要受开采深度的影响。当采深很大时，弯曲带的高度可大大超过冒落带和裂隙带的高度之和。此时，开采形成的裂隙带不会达到地表，地表的移动和变形相对比较平缓。

2.2.2倾向方向围岩的应力分布特征

由于煤层的开采，采空区上覆岩层的重量部分地转移到工作面前方煤壁、两侧煤柱上，使煤壁、煤柱受集中应力的作用。工作面的推进，会使煤壁、煤柱上的支承力不断向前传递。随着上覆岩层的垮落、落实，冒落带、裂隙带岩石承载能力的恢复，原来受集中应力的煤柱，应力逐渐减小并趋于稳定，两侧煤柱的影响范围沿深部收敛(见图2-2)，一般为10～20m。

由于应力状态的改变，煤柱及上、下部分岩层在集中应力阶段产生的剪切弱面得以扩张，它们的透气性系数因此显著增大。

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?（五）采空区抽放

?采空区瓦斯抽放可分为全封闭式抽放和半封闭式抽放两类。全封闭式抽放又可分为密闭式抽放、钻孔式抽放和钻孔与密闭相结合的综合抽放等方式。半封闭式抽放是在采空区上部开掘一条专用瓦斯抽放巷道(如鸡西矿务局城子河煤矿)，在该巷道中布置钻场向下部采空区打钻，同时封闭采空区入口，以抽放下部各区段采空区中从邻近层涌入的瓦斯。抽放的采空区可以是一个采煤工作面(如松藻矿务局打通二矿)，或一两个采区的局部范围(如天府矿务局磨心坡煤矿)，也可以是一个水平终止后的大范围抽放(如中梁山矿务局)。

?（六）围岩瓦斯抽放

?煤层围岩裂隙和溶洞中存在的高压瓦斯会对岩巷掘进构成瓦斯喷出或突出危险。为了施工安全，可超前向岩巷两侧或掘进工作面前方的溶洞裂隙带打钻，进行瓦斯抽放。

其次节、瓦斯抽放设备一、关于真空泵的几个概念

1、压力：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，又称为压力。（压力的单位：N/m2，Pa，毫米水柱，毫米汞柱等。标准大气压的换算关系1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mmH2O)

2、“真空〞的概念：“真空〞是指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态，也就是该空间内气体分子密度低于该地区大气压的气体分子密度。

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完全没有气体的空间状态称为绝对真空。

3、真空泵：是用以产生、改善和维持真空的装置（液环真空泵将带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把工作液体抛向泵壳形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的几个小的旋转变容吸排气腔。工作液体寻常为水的亦称为水环式真空泵）。

4、抽气量：真空泵在工作压强下单位时间内抽吸气体的流量。单位：kg/h或m3/h；

5、极限压强（极限真空度、最高负压）：在抽气量为零的状况下真空泵所能达到的绝对压强。单位：Pa、KPa、MPa或mmhg（极限绝压减当地大气压为极限真空度）；

6、真空压强：绝对压强于一个标准大气压力之差；7、真空度：用百分数表示的真空压强与标准大气压的比值；

8、流量：抽放设备在一定进口压力下，单位时间内所抽出的气体体积。二、瓦斯抽放所涉及的设备设施

抽放瓦斯的设备主要有钻机、封孔装置、管道、瓦斯抽放泵、安全装置和检测仪表。

钻机：根据钻孔深度选择，可用专用于打抽放钻孔的钻机（装有排放瓦斯装置），也可以用一般钻机。钻孔打好后，将孔口段直径扩大到100～120mm，插入直径70～80mm的钢管。

封孔：用水泥砂浆封孔，也可以用胶圈封孔器或聚胺脂封孔。封口深度视孔口附近围岩性质而定，围岩稳固时2～3m，围岩松软时6～7m，甚至10m左右。

其它：封孔后，必需在抽放前用弯管、自动放水器、流量计、铠装软管(或抗静电塑料软管)、闸门等将钻孔与抽放管路连接起来。

?三、抽放瓦斯管道要求：?一般用钢管、铸铁管、PE管。

?管内瓦斯流速V:5m/s

瓦斯抽放泵实物图

??

五、流量计

为了全面把握与管理井下瓦斯抽放状况，需要在总管、支管和各个钻场

内安设测定瓦斯流量的流量计。?

煤矿抽放瓦斯，广泛使用径距取压法的孔板流量计。

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变压头流量计

将流体的动压头的变化以静压头的变化的形式表示出来。一般，读数指示由压强差换算而来。

流量计

如：测速管、孔板流量计和文丘里流量计

变截面流量计

流体通过流量计时的压力降是固定的，流体流量变化时流道的截面积发生变化，以保持不同流速下通过流量计的压强降一致。如：转子流量计

六、安全装置：防回火装置

封式防爆、防回火装置放空管、避雷器

ＦＢＱ系列水封式防爆器与ＦＨ

Ｑ系列防爆器

七、放水器

抽放瓦斯管路工作时．不断有水积存在管路的低洼处，为减少阻力保证管路安全有效的工作，应及时排放积水。因此在瓦斯抽放管路中每200一300m

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最长不超过500m的低洼处应安设一只放水器。放水器有两大类：人工放水器与自动放水器。

人工放水器

人工放水器的原理如图7—1所水，管路工作时，放水器的3、4阀门关闭，2阀门开启，管路积水流入位置较低的放水器5内。当放水时，首先关闭阀门2切断负压，开启阀门3、4，放水器内的积水自动流出，水放完后，关闭阀门3、4，开启阀门2。这种放水器结构简单，工作可靠，但需专人放水，可用于井下主、支管内。

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第三节、水环式真空泵

一、工作原理（以2BE系列为例）

2BE系列水环式真空泵水环真空泵属于容积变化式设计。如下图，转子在泵壳内偏心安装，起动前向泵内注入一定高度的水，它旋转时，由于离心力的作用，泵内的水沿外壳滚动形成水环（形成一个形状与泵体内壁相像，厚度接近相等的液环），该水环也是偏心的，在水环的前半圈，水环的内表面逐渐离开叶轮轮毂，形成逐渐扩展的空腔而由抽吸口吸入瓦斯（两相临叶片所包围的容腔从小逐渐变大，产生真空，气体由分派器的吸入口吸入）；在后半圈，水环内表面逐渐靠近轮毂，形成逐渐压缩的空腔，而把压缩的瓦斯经压出口排出（两相临叶片所包围的容腔从大逐渐变小，原来吸入的气体受到压缩，当压力达到或略大于大气压力时，气体经气水分开器排出），随之排出的还有一部分水。

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气水分开器

吸气口控制阀门

水压表

电门

旁通管控制阀门

空板流量计电机

联轴节及其保

护罩

抽放泵水质过滤器

排放口

气水分开

器

真空表

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汽水分开器隔板排水管汽水进入口

水环式真空泵结构原理图

水环泵工作轮2在泵体l中旋转时形成了水环3和工作室5。水环与工作轮构成了月牙形空间。右边半个月牙形的容积由小变大，形成吸气室。左边

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的半个月牙形的容积由大变小，构成了压缩过程(相当于排气室)。被抽气体由进气管8和进气口4进入吸气室。转子进一步转动，使气体受压缩，经过排气口6和排气管7排出。排出的气体和水滴由排气管道7进入水箱10，此时气体由水中分开出来，气体经管管道9排到大气中，水由水箱进入泵中，或经过管道11排到排水设备中。

二、水环式真空泵的优缺点及适用条件1、水环式真空泵的优点是：

（1）真空度高，如用油替代水做工作液时，真空度可以达到99.5%；（2）结构简单，运转可靠；

（3）工作叶轮内有水环，没有爆炸危险。2、缺点是：（1）流量较小（2）正压侧压力低

（3）轴磨损，外壳磨损较大。

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3、适用条件：（1）瓦斯抽出量较小；（2）煤层透气性低；

（3）管路较长和需要抽放负压较高的矿井或区域；（4）瓦斯浓度变化较大，浓度较低的矿井。

目前较常用的水环式真空泵2BEA系列水环式真空泵，它的性能规格见下表。

型号最低吸入绝压hPa泵转速最大气量3(r/min)(m/min)5686602BEA252337408208805605902BEA253336607408204665202BEA303335906607403904152BEA353334645205902025283033283035394343455258625558657281电机功电机吸入口径率传动形式电压(mm)(kw)(v)30皮带37皮带55皮带75皮带45皮带55皮带55皮带90皮带55皮带75皮带90皮带75皮带90皮带110皮带132皮带380380150150380380380380380380380380200200380380380380380250250150150排出口径(mm)45联轴器38075联轴器38075联轴器380110联轴器380160联轴器380使用环境条件：

工作环境温度：0℃～40℃；井下空气相对湿度：≤98%（25℃）；水环真空泵工作水温范围：5℃～50℃；大气压力：86kPa～110kPa

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水环式真空泵运行时所需工作液流量表（m3/h）

型号2BEA103-02BEA153-02BEA203-02BEA253-02BEA303-02BEA353-02BEA355-12BEA356-12BEA403-02BEA405-12BEA406-12BEA505-12BEA506-12BEA605-12BEA705-1工作液流量(在转速nm和吸入压力mbar)331001602003004005001.41.92.65.28.511.210.910.910.49.38.06.75.54.310.910.910.49.38.06.75.54.316.014.714.714.212.610.99.27.55.921.320.518.215.713.310.88.5420420372330266318318266236198565565472398330530372660转速14501450980740660允许转速1300~21901100~1810740~1300565~920446790600700800r/minr/minr/min31.031.029.926.422.919.315.812.441.840.335.630.826.121.216.7三、水环式真空泵的启动操作顺序：

①开启工作液阀，注入适量的水，当液体有自动排水阀流出时，关闭工作液阀（假使自动排水阀不流水，有可能被堵塞，这是水充满泵内，如开泵将有损坏叶片的危险）；

②开启密封液阀，液阀调整到填料压盖处有少量液体泄漏，一般为1-2滴/秒为宜（如液体无泄漏应适当调松压盖，反之，适当调紧填料压盖（泵运转后才有液体泄漏））；

③开启排气闸阀；

④搬动对轮，使泵轴转动2至3转。

⑤启动电机，马上开启进水闸阀，调整水环真空泵工作液（水）的流量，使供水符合规定的流量要求；

⑥缓缓开启吸气闸阀

⑦调整密封液阀，使密封液压力表显示1.2mbar的绝对压力，并使填料盖处有少量的密封液流出；

⑧运转过程中，检查水环真空泵填料松紧程度是否适合，以水滴连续流

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下为宜；检查U型管压差是否稳定；检查泵运转声音是否正常，泵是否振动；检查气水分开器水位是否稳定；检查排水温度是否正常，以不超过50℃为宜。

操作本卷须知

在开动瓦斯机以前，必需详细检查机械的如下状况：

①存放期过长（存放1年以上的泵），再启动前应更换泵轴承腔内的润滑脂

②检查地脚螺拴及各接合面联接部分有无松动。检查联轴器销钉有无松动。

③检查齿轮箱、减速器之润滑油．是否法规定牌号添加．油量是否在规定的油线上

④如机体采用水冷系统时，应检查进水阀门是否好用．水有无被阻塞现象。

⑤瓦斯机的轴封装置，应拧入足够的油脂。

⑥带有齿轮油泵的瓦斯机，应检查油泵是否上油，油管及油过滤器有无堵塞现象。

泵在运行时注意：

1、水的压力一般控制在0.1～0.4MPa之间，假使压力过大，简单在出口处带出大量瓦斯，造成瓦斯超限。开泵时水量一般加到泵轴中心为宜，假使水量过多，简单造成叶轮损坏，水还对抽放泵起冷却作用，工作时填料处应有少量水流出，一般1-2滴／每秒为宜，如无水流出，应适当调松填料压盖。

2、瓦斯抽放泵负压一般控制在250～550mmHg之间，假使负压过高简单造成叶轮或泵轴损坏，这时必需调整负压调整装置，降低负压。

3、由于井下水质硬度较高，泵内极易结垢，开泵前必需先盘车灵活之后再启动，最好每天对备用泵进行遛转，防止结垢不能启动。

四、水环式真空泵的停机操作顺序：

①开启配风阀门，关闭进气阀门，使泵运转3~5分钟，排出管内瓦斯；②切断电源，关闭排气阀门；③关闭供水阀门；

④开启排水阀门，放清积水。

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8轴承部1.胶带拉得过紧；位发2.电机、减速机、压缩机不对中；7.适当放松胶带；8.重新对中；9.改善润滑条件；10.重新调整轴承位置；11.更换轴承。热。3.润滑不良，油脂枯竭或太多；4.轴承安装不当；5.轴承锈蚀、腐蚀、滚道被划伤。6.v型周凤奉劝宇宙城内该压得过紧9液位计1.气水分开器液体排出阀调理不当；液位不2.机组工作液供给不稳定。稳，气体从气水分开器排水阀漏3.适当调理气水分开器液体排出闸阀的开度；4.使工作液供给稳定。出。第四节、瓦斯抽放计量和测定方法

瓦斯计量及其测定工作是抽放工作中的一个重要环节。只有较确凿地测定出抽放过程中的有关参数及其变化，才能真实的反映出煤层瓦斯涌出规律和评价抽放效果，并从中总结经验，找出规律，指导实践，进而达到科学管理的目的。一般来说，在矿井抽放瓦斯工作中，瓦斯浓度、抽放负压和瓦斯流量三个重要参数必需定期测定和把握，并控制其变化。

一、U形管压差计

U形管压差计为一固定在木板上的U形玻璃管，内装汞或水作为工作液。压差大时用汞，压差小时用水。工作液的正常高度为U形玻璃管高度的一半，刻度尺嵌在u形管中间。玻璃管的内径一般是5—6mm。

用U形管压差计测量高负压管道的孔板流量计或文丘利流量计的压差时，U形管压差计的两根胶管，必需同时接通2个测量嘴，以免压差计的工作液被负压吸走。为了操作便利，在压差计的一根玻璃管上安装一个玻璃旋塞阀，先关闭旋塞阀再接测量嘴，开放旋塞阀即可进行测量。

当测定的压差值很小时，为提高读数精度，可采用倾斜压差计。使用U型压差计本卷须知如下：

（1）U形水柱计内必需是蒸馏水或清净水。

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（2）观测时，要将U型水柱计垂直放置，使两水柱凹面持平。(3)用u型水柱计测定抽放压力时，应按规定将水柱计的胶管与管道上的压力接孔联接，并使其稳定I一2分钟．然后读取压力值。

二、瓦斯浓度测定：

由于从煤层或采空区中抽出的瓦斯浓度都比较高，因此，对抽放管路中的瓦斯浓度必需采用高浓度(100％)光学瓦斯检定器进行测定。使用方法与低浓度光学捡定器一样，首先对零，然后将进气孔的胶皮管与观测孔关连接好，取好气样。然后断开连接，把观测孔封堵好。马上读取测定数据，并做好记录。

当抽放管道负压大于13kPa时，常用的皮球就不能取出瓦斯气样，为此要采用专门的高负压瓦斯取样器。

左图为W—2型高负压取样器

抽放泵瓦斯浓度测量时还应做到：

（1）采其地点为抽放泵附近的正压侧管道安有小支管（外径已能够连接光学瓦斯检定器附带胶管为宜）；

（2）小支管内径不大于2.5mm，与主管道连通严密不漏气；

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（3）用于测定抽放浓度的小支管，在不进行采气时，必需用接扎胶管或木塞封堵好。

图3—18—20所示为Fw—l型高负压瓦斯取样器示意图，采样前，先将进气接头1与孔板流量计孔板上游的测量嘴接上，将出气接头2与瓦斯检定器(或取样袋)连接，然后将平衡压力接头3与瓦斯孔板流量孔板下游连接；采气样时，首先拉动手柄，进气接头1内的单向阀(薄膜阀)开启，管道内瓦斯被吸入气筒内，而活塞4后部的气体则排至瓦斯管道中，起到平衡压力作用，以减少漏气，今后向前快速推动活塞，出气接头2内的单向阀门开启，将瓦斯送入瓦斯检定器(或取样袋)内。为此重复数次，即可将瓦斯样采入瓦斯检定器中。

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真空表和水压表

用孔板流量计测定抽放瓦斯流量

煤矿抽放瓦斯，广泛使用径距取压法的孔板流量计，而孔板的孔径多为瓦斯管道直径的，当瓦斯量较小时，孔板直径亦可小于管径的。(一)孔板流量计的构造

孔板流量计的构造，如图4—20所示。小型孔板流量计。孔板流量计主要由孔板、测量嘴(取压嘴)和钢管组成。

为减小管道阻力损失，可用活动孔板流量计。它有两个位置，测量时，手把转到b的位置，不测量时则转到a的位置。孔板的构造

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孔板流量计的结构

表1煤矿井下常用孔板规格抽放管直径开孔直径孔板外圆直径孔口直线段长度孔板厚度测量嘴内径D(mm)D(mm)D'(mm)c(mm)n(mm)b(mm)25.450.8101.6152.4

12.725.450.876.234881421970.51.01.52.030

34683333～4

203.2101.62522.5103～5注：开孔的圆锥角α=45°(二)孔板流量计的安装与使用

１、在抽放瓦斯管道内安装孔板时，孔板的孔口必需与管道同心，其端面与管道轴线垂直，偏心度＜1％～2％。

２、安装孔板的管道内壁、在孔板前后距离为2D的范围内．不应有凸凹不平、焊缝和垫片等。

３、孔板流量计的上游端(前端)、管道直线段的长度≥20Ｄ，下游端（后端）的长度≥D。

4、要经常清理孔板前后的积水和污物，孔板锈蚀要更换。5、抽放瓦斯量有较大变化时，应根据流量大小更换相应的孔板。(三)测量的参数

应用孔板流量计来测定，计算管道内的瓦斯流量时．必需同时测量如下参数：

①孔板前后的压差值；②测量地点的大气压力值；

③管道内的气体压力值，正压或负压（孔板上游端压力）；④管道内的气体温度；⑤管道内的瓦斯浓度。

通过测定上述有关参数，并将有关测定值代入以下公式，同时选取有关表格中的参数，则可计算出管道中的瓦斯流量。

Q?19.8K?b?h??p??T

式中：

Q——用标准孔板测定的混合瓦斯流量，m3/min；K——流量校正系数,K=189.76*a0*m*D2；a0——标准孔板流量系数；m——截面比,D——管道直径，m；

31

△h——在孔板前后端所测之压差，Pa；δT——温度校正系数；δp——压力校正系数；b——瓦斯浓度校正系数。实际孔板流量特性系数K指表

管径ma00.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70D(mm)K15a00.61550.61920.62570.63350.64260.65320.66540.68150.69920.71920.74060.76730.79610.8223K0.00130.00260.00400.00540.00690.00700.00990.01180.01340.01540.01740.01970.02210.0246a00.61510.61880.62520.63300.64230.65280.66470.68080.69840.71840.73980.76640.79530.8218K0.00230.00470.00710.00960.01220.01250.01770.02070.02390.02730.03090.03490.09390.0437a00.61370.61840.62470.63250.64170.65240.66400.68010.69760.71760.73900.76550.79450.8215K0.00370.00730.01110.01500.01900.02320.02750.03220.03710.04250.04810.05440.06120.0681a00.61370.61730.62340.63130.64020.65120.66240.67830.69540.71540.73710.76330.78230.8208K0.00840.01690.02560.02360.03290.04250.05250.06340.07480.08700.10010.11450.13010.1464a00.61280.61620.62210.62930.63870.64920.66070.67640.69340.71340.73500.76100.79000.8200K0.01450.02920.03330.04870.06330.07990.09720.11590.13550.45670.17930.20410.23110.2598a00.61090.61400.61960.62610.63570.64600.65740.67270.68920.70920.73100.75650.78580.8185K0.03060.06550.09920.13370.16960.20620.24560.28720.33100.37850.42920.48450.54520.6116a00.60900.61170.61700.62380.63270.64280.65410.66900.68500.70500.72700.75200.78150.8170K0.05780.11610.17550.23660.30010.35470.42310.49650.57360.65760.74610.84360.95131.0726a00.60780.61050.61600.62230.63100.64110.65240.66750.68350.70320.72520.75000.77940.8145K0.09010.18100.27400.36900.46770.57030.67700.79170.91201.04251.18261.33431.50211.6905a00.60670.60930.61500.62090.62940.63940.65060.66600.68200.70150.72350.74800.77730.8120K0.12930.26020.39390.53020.67180.81900.97221.13741.31031.49761.69901.91622.15722.4268a00.60550.60810.61340.61950.62770.63770.64880.66450.68050.69980.72180.74600.77510.8095K0.17600.35340.53470.72000.91201.11181.31971.54471.78002.03342.30712.60122.92793.2756a00.60430.60690.61190.61800.62600.63600.64700.66300.67900.69800.72000.74400.77300.8070K0.22940.46070.69790.93821.18791.44831.71892.01302.31932.64913.00583.38843.81384.2651a00.60350.60590.61090.61720.62550.63550.64650.66220.67820.69720.71900.74300.77170.8057K0.28990.58120.88041.18581.50231.83152.17382.54462.93183.34893.79904.28264.81885.3892a00.60270.60500.61000.61650.62500.63500.64600.66150.67750.69650.71800.74200.77050.8045K0.35750.71751.08521.46231.85312.25932.68163.13823.61594.13034.68355.28015.93986.6434a00.60180.60400.60900.61570.62450.63450.64550.66080.67680.69580.71700.74100.76930.8033K0.43180.86391.31091.77102.24062.73163.24223.79324.37064.99265.66636.38037.17608.0264a00.60100.60300.60800.61500.62400.63400.64500.66000.67600.69500.71600.74000.76800.8020K0.51321.02981.55762.10062.66423.24833.85554.50875.19535.93476.72557.58288.52559.53662025385075100125150175200225250275300注：D≤300mm时，a0只采用内插法。D>300mm时，a0值采用D-300mm时的值。

32

表3压力校正系数δp值

压力pTδpmmHgkPa15019.990.44415520.660.45216021.330.45816521.990.46617022.660.47217523.330.48018023.990.48818524.660.49319025.330.50019525.990.50620026.660.51320527.330.51921027.990.52521528.660.53222029.330.53822529.990.54423030.660.55023531.330.55624031.990.56224532.660.56825033.330.57425533.990.57926034.660.58526535.330.59027035.990.59627536.660.60128037.330.60728537.990.61229038.660.61729539.330.623压力pTδpmmHgkPa30039.990.62930540.660.63331041.330.63931541.990.64332042.660.64932543.330.65433043.990.65933544.660.66334045.330.66934545.990.67435046.660.67835547.330.68336047.990.68936548.660.69337049.330.69837549.990.70238050.660.70738551.330.71239051.990.71639552.660.72040053.330.72540553.990.72941054.660.73441555.330.73942055.990.74342556.660.74843057.330.75243557.990.75644058.660.76144559.330.765mmHgkPa45059.990.76945560.660.77446061.330.77846561.990.78247062.660.78647563.330.79148063.990.79448564.660.79949065.330.80349565.990.80750066.660.81150567.330.81551067.990.81951568.660.82352069.330.82752569.990.83153070.660.83553571.330.83954071.990.84354572.660.84755073.330.85055573.990.85456074.660.86856575.330.86257075.990.86657576.660.87058077.330.87458577.990.87859078.660.88159579.330.886压力pTδpmmHgkPa60079.990.88960580.660.89261081.330.89661581.990.90062082.660.90362583.330.90763083.990.91063584.660.91464085.330.91864585.990.92265086.660.92565587.330.92866087.990.93266588.660.93567089.330.93967589.990.94268090.660.94668591.330.94969091.990.95369592.660.95670093.330.96070593.990.96371094.660.96771595.330.97072095.990.97372596.660.97773097.330.98073597.990.98474098.660.98774599.330.990压力pTδp压力pTkPammHg750755760765770775780785790795800805810815820825830835840845850855860865870875880885890895δp99.990.993100.660.997101.331.000101.991.003102.661.006103.331.009103.991.013104.661.016105.331.019105.991.023106.661.026107.331.029107.991.031108.661.034109.331.037109.991.040110.661.043111.331.047111.991.050112.661.053113.331.056113.991.059114.661.062115.331.065115.991.068116.661.071117.331.074117.991.077118.661.080119.331.083表4瓦斯浓度校正系数b值

f瓦斯浓度X(%)X=e+f012345678933

01020304050e607080901.0001.0241.0481.0741.1031.1341.1681.2061.2471.2921.0021.0261.0501.0771.1061.1371.1721.2101.2511.2971.0041.0281.0531.0801.1091.1411.1761.2141.2561.3021.0071.0311.0561.0821.1131.1441.1791.2201.2601.3081.0091.0321.0581.0851.1161.1481.1821.2221.2631.3131.0111.0351.0601.0881.1191.1511.1861.2251.2691.3181.0141.0381.0631.0911.1221.1541.1901.2291.2741.3241.0161.0401.0661.0951.1251.1581.1941.2341.2781.3281.0191.0431.0681.0971.1281.1621.1981.2381.2831.3341.0211.0541.0711.1001.1311.1641.2021.2431.2871.3391001.344??㏒??㏒??㏒??㏒??㏒??㏒??㏒??㏒??㏒???????????????????????????琰茞?琰茞?琰茞?琰茞?琰茞?琰茞?琰茞?琰茞?琰茞??ü?ü?ü?ü?ü?ü?ü?ü?ü表5温度校正系数δT值

温度T（℃）T=t1+t240302010t20-0-10-20-30-4000.9680.9831.0001.0171.0351.0351.0561.0761.0981.12210.9660.9820.9981.0161.0341.0371.0581.0781.0991.12320.9640.9800.9971.0141.0331.0391.0591.0801.1031.12630.9630.9790.9951.0121.0321.0411.0611.0831.1051.12940.9610.9770.9931.0101.0291.0431.0631.0851.1081.131t150.9600.9750.9921.0081.0271.0451.0661.0861.1091.13360.9580.9740.9901.0071.0251.0471.0681.0891.1121.13670.9570.9720.9881.0051.0231.0491.0701.0911.1151.13980.9550.9710.9871.0031.0211.0521.0721.0941.1171.14190.9540.9690.9851.0011.0191.0541.0741.0951.1191.143(四)瓦斯流量计界实例

例如，某矿抽放瓦斯支管直径D＝38mm，安装孔板流量计的孔板孔