煤矿瓦斯抽采工程设计标准 [附条文说明] GB50471-2018 建标库

5.3  抽采设备

5.3.1  本条是计算标准状态下抽采系统所需压力的有关内容。以云南观音山煤矿一井西一一采区抽采系统为例,投产初期开采+800m水平,分别布置高、低负压抽采系统。

    +800m水平西一一采区高负压抽采管路系统的最大阻力损失(包含局部阻力)为13208Pa,高负压抽采系统钻孔孔口负压hkf=13000Pa,抽采泵出口正压hcz=3500Pa,高负压抽采系统所需压力计算:

        Hr=hrm+hrj+hkf=13208+13000=26208(Pa)

        Hc=hcm+hcj+hcz=0+0+3500=3500(Pa)

        Hz=(Hr+Hc)×Kx=(26208+3500)×1.2=35650(Pa)

    +800m水平西一一采区低负压抽采管路系统的最大阻力损失为12889Pa,低负压抽采系统钻孔孔口负压Hfl=5000Pa,抽采泵出口正压按3500Pa,低负压抽采系统所需压力计算:

        Hr=hrm+hrj+hkf=12889+5000=17889(Pa)

        Hc=hcm+hcj+hcz=0+0+3500=3500(Pa)

        Hz=(Hr+Hc)×Kx=(17889+3500)×1.2=25667(Pa)

5.3.2  本条是关于计算抽采泵工况压力的有关内容。目前真空泵曲线是在“吸气温度为20℃,供水温度为15℃,出口压力为一个标准大气压,吸入气体为饱和空气时泵的性能曲线”。在计算抽采泵工况压力时除考虑抽采管网系统总阻力损失和孔口负压外,还必须满足抽采泵出口正压之需求。换句话讲,即抽采泵除必须将混合瓦斯气体压力从入口侧负压状态提升到泵站当地大气压力外,还必须保证抽采泵出口为正压。

    仍以云南观音山煤矿一井西一一采区抽采系统为例,计算瓦斯泵运行工况压力,西一一采区抽采泵站场地标高+1216.0m,大气压力为87528Pa,高负压系统抽采泵工况压力为:

        Pg=Pd-Hz=87528-35650=51878(Pa)

    低负压抽采泵工况压力:

        Pg=Pd-Hz=87528-25667=61861(Pa)

5.3.3  本条是关于抽采泵标准状态流量计算的有关内容。考虑到已按抽采系统服务范围预计最大瓦斯抽采量或按抽采系统服务年限10a~15a内预计最大瓦斯抽采量,故抽采系统流量富余系数维持原规范不变。

    仍以云南观音山煤矿一井西一一采区抽采系统为例,计算标准状态下抽采泵流量,+800m水平西一一采区高负压抽采系统最大瓦斯抽采纯量为44.0m3/min,瓦斯抽采浓度按40%设计,抽采泵机械效率取80%,抽采系统流量富余系数取1.6,高负压抽采系统抽采泵流量:

    +800m水平西一一采区低负压抽采系统最大瓦斯抽采纯量为6.0m3/min,拟采用1台泵运转,瓦斯抽采浓度按7.5%设计,抽采泵机械效率取80%,抽采系统流量富余系数取1.6,低负压抽采系统抽采泵流量:

5.3.4  本条是计算抽采泵工况流量的有关内容。目前真空泵曲线是在“吸气温度为20℃,供水温度为15℃,出口压力为一个标准大气压,吸入气体为饱和空气时泵的性能曲线”。因抽采泵吸入气体为非饱和气体,因此在计算抽采泵工况流量时,必须将非饱和气体体积换算为饱和气体体积,换算时依据抽采泵吸入侧的温度和压力,与抽采泵出口正压无关。

    仍以云南观音山煤矿一井西一一采区抽采系统为例计算抽采泵工况流量。高负压抽采系统拟采用1台泵运转,抽采泵入口绝对压力和运行工况流量为:

        Pr=Pd-Hr=87528-26208=61320(Pa)

    低负压抽采系统拟采用1台泵运转,抽采泵入口绝对压力和运行工况流量为:

    高负压抽采系统以计算工况压力51878Pa和工况流量364m3/min选择抽采泵,低负压抽采系统以计算工况压力61861Pa和工况流量233m3/min选择抽采泵。

5.3.5  本条是抽采设备选型的有关内容。因目前并未淘汰干式抽采泵,故取消了选择湿式抽采泵的要求。原规范对备用抽采泵及附属设备的要求是应与抽采设备具有同等能力,在表述上有歧义,本次修订该内容与现行《煤矿安全规程》保持一致,其目的是当任意一台工作泵出现问题需要维护或检修时,备用抽采泵均可接替其运行而不会降低抽采系统总能力。