煤矿瓦斯抽采作业第二版102教材课件.ppt

,矿井瓦斯抽采设备设施,第十章 瓦斯抽采设备及钻探工具,第一节,2,第一节 矿井瓦斯抽采设备设施,主要内容:瓦斯泵与瓦斯抽采泵站抽采管道孔板流量计安全防护装置,3,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,水环式真空泵,回转式瓦斯泵,离心式瓦斯泵,我国煤矿常用的瓦斯泵有3种类型：,4,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,工作原理 工作叶轮偏心地装在泵体内，它旋转时，由于离心力的作用，泵内的水沿外壳流动形成水环，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；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。,水环式真空泵,5,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,优点：缺点：1.结构简单，运转可靠 1.流量较小，正压侧压力低 2.内有水环，没有爆炸危险 2.轴磨损，外壳磨损较大 3.真空度高 适用条件：主要适用于瓦斯抽出量较小、管路较长和需要抽放负压较高的矿井或区域，特别是瓦斯浓度变化较大，浓度较低的矿井。由于水环真空泵安全性好，抽放负压大，所以使用较为广泛。目前较常用的水环式真空泵主要为武汉特种水泵厂和佛山水泵厂生产的2BEl系列水环式真空泵。,水环式真空泵,6,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,工作原理 左侧叶轮作逆时针转动时，右侧叶轮作顺时针转动，瓦斯从上面吸入，随着旋转所形成的压缩工作容积的减小，瓦斯受到压缩，最后从下端出口排出，两个叶轮在转动中，始终保持进气与排气空间处于隔绝状态，以防压出的瓦斯被吸入进气侧。,回转式瓦斯泵,7,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,优点：抽放流量不受阻力变化的影响，运行稳定，效率较高，便于维护保养，在同功率、流量与压力条件下，回转瓦斯泵价格为离心式瓦斯泵的50%左右。缺点：检修工艺要求高，叶轮之间以及叶轮与机壳之间间隙必须适当，间隙过小，易摩擦发热，间隙过大，漏气大，效率降低；运转中噪音大；压力高时，气体漏损较大，磨损较严重。它适用于流量要求稳定而阻力变化大和负压较高的瓦斯抽放矿井。,回转式瓦斯泵,8,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,工作原理 叶轮的旋转带动瓦斯旋转而产生离心力，从而使瓦斯经入口吸入叶轮，增加了动能与势能的瓦斯经扩散器排出。优点：运转可靠，不易出故障；运行稳定，供气较均匀；磨损小，寿命长；流量高，噪音低。缺点：价格高、效率低；两台瓦斯泵并联运转性能较差。它适用于瓦斯抽出量大(301200m3min)、管道阻力不高（45kPa）的瓦斯抽放矿井。,离心式瓦斯泵,9,2BEl系列瓦斯泵常见故障分析与处理,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,10,2BEl系列瓦斯泵常见故障分析与处理,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,11,2BEl系列瓦斯泵常见故障分析与处理,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,12,2BEl系列瓦斯泵常见故障分析与处理,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,13,2BEl系列瓦斯泵常见故障分析与处理,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,14,1.地面固定瓦斯抽采泵站设施必须符合下列要求：（1）、地面泵站必须使用不燃性材料建筑并有防雷装置。泵站距进风井口和主要建筑物不得小于50m，并用栅栏和围墙保护。（2）、地面瓦斯抽放泵站和泵站周围20m范围内，严禁堆积、存放易燃物和存在明火。（3）、瓦斯抽采泵及其附属设备至少应有1套备用。（4）、地面泵站内电气设备、照明和其他电器仪表都应采用矿用防爆型，否则必须采取安全措施。,瓦斯抽采泵站,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,15,（5）、泵站内必须有直通调度室的电话。并安设自动监控系统或仪表，能够监控、监测瓦斯抽采管道的瓦斯浓度、流量和压力等参数。（6）、干式瓦斯抽采泵的吸气侧管路系统中，必须安装防回火、放回气和防爆作用的安全装置，定期检查，保持良好。（7）、瓦斯抽采泵站的放空管的出口高度应超过泵站房顶3m以上。（8）、瓦斯抽采泵站必须专人值班，经常检查运行情况，监测各项参数，并做好记录。当停止瓦斯泵运转时，必须立即向调度室汇报。如果利用瓦斯，在瓦斯泵停止运转后和恢复运转前，必须通知使用瓦斯的用户，取得同意后，方可恢复供应瓦斯。,16,2.井下临时瓦斯抽采泵站的设置应遵守以下规定：（1）、井下临时瓦斯抽采泵站应设置在需要抽采瓦斯地点附近的新鲜风流中。（2）、临时瓦斯抽采泵站安装地点巷道的高度、长度、宽度等应符合安装要求。临时瓦斯抽采泵站附近巷道应地质构造稳定，岩性坚固、巷道支护情况良好，以免临时瓦斯抽采泵长期运转过程中有巷道异常变形而必须搬迁瓦斯抽采泵，影响瓦斯抽采工作。,一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站,瓦斯抽采泵站,17,（3）临时瓦斯抽采泵站安装时，应考虑使用期限，若使用时间较长，为保持瓦斯的持续抽采，应考虑同事安装同型号备用瓦斯抽采泵，以便运行泵在使用过程中出现故障时能及时切换使用。（4）瓦斯泵的安装要符合运转平稳，供排水系统齐全，噪声符合相关规定的原则。,18,（5）临时瓦斯抽采泵站抽出的瓦斯可以引排到地面、总回风巷和分区回风巷。但必须保证稀释后的瓦斯浓度不超过煤矿安全规程的相关规定。（6）在建有地面永久抽采系统的矿井，临时抽采泵抽出的瓦斯可输送到永久抽采系统管路内，但必须使矿井的瓦斯浓度符合有关规定。,19,（7）抽出的瓦斯排入回风巷时，在抽采瓦斯管路出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏设置的位置是上风侧距抽采管路出口5m，下风侧距管路出口30m，两栅栏间禁止任何作业。（8）在下风侧栅栏外必须设甲烷断电仪或矿井安全监控系统的甲烷传感器，巷道风流中瓦斯浓度超限时，可实现报警断电，并进行处理。,20,二、抽采管道,1.瓦斯抽采管路的铺设 瓦斯抽采管路由总管、分管及支管等组成，管材一般选用无缝钢管、焊接管。瓦斯抽采管路系统的铺设应根据矿井的开拓系统、巷道状况、钻场位置、瓦斯流量等因素而定。应尽量做到：（1）井下抽采管路出气系统设于回风巷道内；（2）必须吊挂平直，离地高度不小于300mm；,21,（3）正式抽采前必须对抽采管路进行试通、试 漏，保证不漏气；（4）管路铺设在有提升运输的巷道内时，管路与矿车最外缘的间隙必须大于700mm；（5）严禁瓦斯管路与电缆同侧吊挂及接触带电 物体。（6）管路要每隔一定距离或在高度起伏变化处设置放水三通，以便管路发生积水或杂物堵塞时采取措施处理。,22,2.瓦斯抽采管路的选型 选择瓦斯抽采管路是决定抽采投资和抽采效果的重要因素之一。矿井瓦斯管路直径：在采区工作面内一般选用200250mm，大巷的干管选用50325mm，井筒和地面选用325400mm。,二、抽采管道,23,3.瓦斯抽采管路的连接 瓦斯抽采管路与钻孔可用高压胶皮软管通过抽采多通连接，软管的尺寸可根据封孔套管的直径来选择，煤层钻孔一般选用2.5英寸的，岩石钻孔一般选用3英寸或4英寸的。,24,4.管路安装及拆卸注意事项（1）、管路要托挂或垫起，吊挂要平直，拐弯处设弯头，不拐急弯。管子的接头接口要拧紧，用法兰盘连接的管子必须加垫圈，做到不漏气、不漏水。（2）、在倾斜和水平巷道中安设管路时，必须先安管托，管托间距不大于10m，要接好一节运一节，并把接好的管子用卡子或810号铁丝卡在或绑在预先打好的管子托架上。,二、抽采管道,25,（3）、在通风不良处或瓦斯尾巷中安装管路时，除要有防范措施外，还应配有瓦检员，在检查瓦斯符合规定后方可工作。（4）、拆卸管子时，要两人托住管子，一人拧螺丝。（5）、管路过风门、风桥等设施时，管路要从墙的一角打孔通过，用灰浆堵严。（6）、在有电缆的巷道内铺设管路时，应铺设在电缆的另一侧，严禁瓦斯管路与电缆同侧吊挂。,26,（7）、用法兰盘连接管子时，严禁手指插入两个法兰盘间隙及螺丝眼，以防错动挤手。（8）、管路铺设时每隔34m要有一吊挂点，保持平、直、稳。（9）、新安装或更换的管路要进行漏气和漏水试验，不符合标准的不能使用。（10）、连续瓦斯管路时必须加胶垫，上全法兰盘螺丝并拧紧，以确保不漏气，安装孔板流量计时，必须严格按质量标准施工，拆除或更换瓦斯管路时，必须要计划拆除的管路与在使用的管路用闸阀或闸门隔开，瓦斯管路内的瓦斯排除后方可动工拆除。,27,三、孔板流量计,为了全面掌握与了解井下瓦斯抽放情况，更好地管理瓦斯抽采工作，需要在总管、支管和各个钻场内安设瓦斯流量计，目前井下一般采用孔板流量计。孔板流量计比较单方便，使用时安装在管道中，用水柱压差计测出孔板前后的压差和管内瓦斯浓度，即可计算出标准状态下的混合气体流量。,28,抽放瓦斯管路中应按要求设置安全装置，其主要作用是确保瓦斯抽放管路的安全、可靠、有效地运行，便于控制、防止和消灭管路中的瓦斯爆炸与燃烧事故的发生和扩大。主要有放水装置；防爆、防回火装置；控制流量装置；放空和避雷装置等。（一）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200300m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。,四、安全防护装置,29,原理如图所示，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，打开阀门3、4，放水器内的积水自动流出，水放完后，关闭阀门3、4，打开阀门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。,人工放水器,四、安全防护装置,30,（二）煤矿安全规程规定，干式抽放瓦斯泵吸气侧管路中，必须装设有防回火、防回气、防爆炸作用的安全装置，并定期检查，保持性能良好。,防爆阻火器,四、安全防护装置,31,防爆阻火器具有良好的“三防”性能，它在瓦斯压力为0.17MPa下发生瓦斯爆炸时不传爆 安装防爆阻火器之前，应确认是否有制造许可证和产品出厂许可证。这种防爆阻火器没有安装方向的要求，水平安装、垂直安装均可，以靠近瓦斯泵为宜。当其在抽放管路中遭污染时，可将其拆下，用压风吹净后再用。,32,主要原理：防爆阻火器芯为一条光滑平带和一条斜条波纹的不锈钢带重叠缠绕而成。这两条钢带像螺丝一样，一层叠一层，卷成厚厚的一盘，中间形成众多的小三角形间隙，因为这些间隙（0.7mm）小于甲烷最大不传爆间隙（1.14mm）和甲烷最大熄火直径（2.5mm），所以能有效地防止甲烷爆炸的传播和阻止甲烷火焰的蔓延。,防爆阻火器,四、安全防护装置,33,（三）抽放瓦斯用 抽放瓦斯用抗静电硬质塑料管比钢管轻、耐腐蚀、成本较低，所以使用量逐渐增多，常被用作封孔套管。,抗静电塑料管,34,瓦斯抽放站参数监测仪可以连续监测瓦斯抽放管路中的甲烷浓度、流量、负压、泵房内泄露瓦斯浓度、泵机的轴温等参数，由微机完成测量、显示、打印等工作。当任一参数超限时，可发出声光报警信号，并按给定程序停止或启动泵机。它的技术参数是：管路内甲烷浓度0100；管路内瓦斯流量0150m3min；负压00.1MPa；泵房内泄露瓦斯浓度04；泵机轴温最多测点数8点；测量精度0.5满量程；警报点误差满量程不大于土0.5；轴温警报误差不大于土2。,四、安全防护装置,抽放瓦斯参数监测仪,35,瓦斯泵进、出口侧应设立放空管，当瓦斯泵因故停抽或瓦斯浓度低于规定时，抽放管路中的瓦斯可经放空管排到大气中去。放空管出口至少高出地面10m，而且至少高出20m范围内建筑物3m以上；放空管必须接地；放空管周围有高压线或其他易点燃瓦斯因素时，应编制专门的安全措施。,四、安全防护装置,放空管,36,在瓦斯泵房和瓦斯罐附近的较高大的建筑物周围或中心地带应设置避雷器，其主要作用是防止阴雨天气由于雷电引起的电火花而破坏建筑物或点燃放空管瓦斯，防止火灾等事故。,四、安全防护装置,避雷器,37,小结：瓦斯抽放系统原理图,第一节 矿井瓦斯抽采设备设施,