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一矿职教中心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一矿职教中心第一节矿井瓦斯抽采设备设施主要内容:一．瓦斯泵与瓦斯抽采泵站二．抽采管道三．孔板流量计四．安全防护装置2一矿职教中心一、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：3一矿职教中心一、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4一矿职教中心一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站优点：1.真空度高；2.结构简单、运转可靠、无爆炸危险；3.内有水环，没有爆炸危险。缺点：1.流量较小，正压侧压力低；2.轴磨损，外壳磨损较大。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，瓦斯浓度变化较大，特别是浓度较低的矿井安全性高。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2BE1系列水环式真空泵。水环式真空泵5一矿职教中心一、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6一矿职教中心一、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，回转式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7一矿职教中心一、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(30~1200m3／min)、管道阻力不高（4~5kPa）的瓦斯抽放矿井。离心式瓦斯泵8一矿职教中心故障原因处理方法起动困难1.较长时间停机，泵内生锈2.填料太干、太硬3.起动水位过高4.皮带过紧1.用手扳动泵转于数次，除锈2.松开填料，注入石墨润滑脂或更换填料3.检查自动排水阀4.适度松弛皮带2BE1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9一矿职教中心故障原因处理方法运转不正常1.底座与基础接触不良，地脚螺丝松动2.机组整体振动3.接管振动4.汽蚀及噪音5.叶轮与分配板摩擦6．皮带松弛，运转声音异常1.可用混凝土或干沙填充底座的空隙2.重新对中锁紧3.检查连接管是否牢固，支架是否可靠4.调节吸入压力，采用较低温的工作液5.调整叶轮与分配板的间隙，检查泵轴的轴向窜动量，旋转后轴承的调整螺母，调整两个轴承的位置6.拉紧皮带，所有皮带松紧应一致2BE1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10一矿职教中心故障原因处理方法轴功率增大1.填料压得过紧2.吸入侧吸入固体颗粒3.叶轮被脏物卡住4.泵内生锈5.结垢或淤积6.工作液超过规定量7.排气压力增高1.放松填料压盖，使填料含有水如线流出2.定期清洗泵，在吸入管路中增设滤网3.拆泵清除污物，返修摩擦面4.检查泵体材料与工作介质是否相适应。必要时更换泵体5.用盐酸冲洗，必要时拆泵清理，或用软水作工作液6.控制水量，按规定量供水7.检查排气管路，阀门直径是否过小2BE1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11一矿职教中心故障原因处理方法轴承部位发热1.电机、减速机、泵安装不对中2.轴承安装不当3.润滑不良，油脂干涸或太多4.轴承被锈蚀，滚道划伤5.V型轴封圈与轴承内盖压得过紧1.重新对中2.重新调整轴承位置3.改善润滑条件4.更换轴承5.适当调整V型圈的位置，减轻压力2BE1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12一矿职教中心故障原因处理方法气量减少1.间隙不合适，泄漏量太大2.内部泄漏3.分配板，阀板有缺陷4.自动排水阀泄漏5.填料密封泄漏6.吸入侧泄漏7.水过少或水温过高8.皮带打滑，转速下降1.检查泵间隙是否太大，必要时车短泵体2.拆开泵检查密封面密封材料的稳定性。如已失效，应重新密封3.更换分配板、阀板4.更换阀球5.稍拧紧填料压盖6.检查观察孔盖、吸入法兰、进气、进水管路密封7.增大供水量，降低工作水温度8.拉紧皮带或更换皮带2BE1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13一矿职教中心1.地面固定瓦斯抽采泵站设施必须符合下列要求：①必须使用不燃性材料建筑并有防雷装置。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泵站内和泵站周围20m范围内严禁堆积、存放易燃物及使用明火。③瓦斯泵及其附属设备至少应有1套备用。④泵站内电气设备、照明和其他电气仪表都应采用矿用防爆型，否则必须采取安全措施。⑤泵站内必须有直通调度室的电话，并安设自动监控系统，能够监控、监测抽采管道的瓦斯浓度、流量和压力等参数。⑥干式瓦斯泵的吸气侧管路系统中，必须安装防回火、防回气和防爆炸的安全装置，定期检查，保持性能良好。⑦泵站放空管的出口高度应超过泵站房顶3m以上。⑧泵站必须专人值班，经常检查运行情况，检测各项参数，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。瓦斯抽采泵站一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站14一矿职教中心2.井下临时瓦斯抽采泵站的设置应遵守以下规定：①应设置在需抽采瓦斯地点附近的新鲜风流中。②所安装地点巷道的高度、长度、宽度等应符合安装要求。附近巷道应地质构造稳定、岩性坚固、支护良好。以免长期运转过程中有巷道异常变形而必须搬迁抽放泵，影响瓦斯抽放工作。③安装时应考虑使用期限，若长期使用应安装同型号备用泵，以便运行泵在使用过程中出现故障时能够及时切换使用。④瓦斯泵的安装要符合运转平稳、供排水系统齐全、噪音符合相关规定的原则。⑤临时泵站抽出的瓦斯可排到地面、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建有地面永久抽采系统的矿井，临时泵站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。⑦抽出的瓦斯排入回风巷时，在瓦斯管路出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏位置应在上风侧距管路出口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安全监控系统的甲烷传感器，当巷道回风流中瓦斯浓度超限时，可实现报警断电，并进行处理。一、瓦斯泵与瓦斯抽采泵站瓦斯抽采泵站15一矿职教中心二、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、焊接管等，支管也可选用玻璃钢管。其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。管路在铺设时必须吊挂平直，离地高度不小于300mm；必须保证抽放系统中进行试通、试漏；管路铺设在有提升运输的巷道内时，抽放管路与矿车最外缘的间隙必须大于700mm；严禁瓦斯管路与电缆同侧吊挂及与带电物体接触及砸坏瓦斯管路，设有抽放管路的巷道需要进行维修时，必须制定保护抽放管路的措施；瓦斯抽放管路要每隔一定距离或在高度起伏变化处留有放水三通，以便在管路发生积水及有杂物堵塞时采取措施处理。16一矿职教中心瓦斯抽放管道的铺设应尽量做到：（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；（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。17一矿职教中心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200~250mm，大巷的干管选用250~325mm，井筒和地面选用325~400mm。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英寸的高压胶管。二、抽采管道18一矿职教中心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8～10号铁丝卡在或绑在预先打好的管子托架上。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，接好后用灰浆堵严。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。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，以防错动挤伤手。⑧管路铺设时每隔3~4m要有一吊挂点，保持平、直、稳。井下严禁使用易摩擦产生静电的塑料管。⑨新安装或更换的管路要进行漏气和漏水实验，不合标准的不能使用。⑩连接瓦斯管路时必须加焦点、上全法兰盘螺丝并拧紧，以确保不漏气。安装孔板流量计时，必须把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。二、抽采管道19一矿职教中心三、孔板流量计为了全面掌握与更好地管理井下瓦斯抽放情况，需要在总管、支（干）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。孔板流量计比较简单方便，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。20一矿职教中心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、防回气装置；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200~300m（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21一矿职教中心原理如图所示，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22一矿职教中心（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。防爆阻火器四、安全防护装置23一矿职教中心主要原理：防爆