(2)抽放管道阻力計算。抽放管道阻力計算公式如下:

　　H=9.81×LrQ2/KD5(2)式中　H———沿程阻力,Pa;L———管路長度,取L=2050m;r———混合氣體對空氣密度比,取r=0.955;Q———管道內(nèi)氣體流量,m3/h;D———瓦斯管內(nèi)徑,cm;K———管徑系數(shù),K=0.71。將數(shù)據(jù)代入式(2)得:H=10123Pa。局部阻力按沿程阻力的15%計算,則總的阻力為:H總=10123×1.15=11641Pa。

　　(3)泵的選型。泵的流量:Q=(Q混/η)×K(3)式中　Q混———混合氣體的流量,m3/min;η———泵的機械效率,η=0.8;K———備用系數(shù),K=1.2。將數(shù)據(jù)代入式(3)得:Q=29.10m3/min。泵所需的壓力:H=(H總+H)×K(4)式中　H———抽放口負(fù)壓,取H=5000Pa;K———備用系數(shù),K=1.2。所以H=(11641+5000)×1.2=19.97kPa。

　　根據(jù)上面的計算結(jié)果,綜合考慮礦上治理瓦斯長遠的需要,最后選用了ZWY85/110型水環(huán)真空泵,抽氣范圍為6~85m3/min。泵站技術(shù)參數(shù)如表1。

　　表1　ZWY85/110型移動式瓦斯抽放泵站技術(shù)參數(shù)表

　　型號耗水量/L?min-1最大抽氣量/m3?min-1極限真空度/kPa外型尺寸/m×m×m

　　ZWY85/11011085-81.03.75×1.4×1.95

　　2.3　瓦斯抽放系統(tǒng)

　　瓦斯抽放泵站設(shè)在南二采區(qū)的+200m車場,與安裝在回風(fēng)順槽主管路、采空區(qū)埋管形成井下移動式抽放系統(tǒng),抽出的瓦斯經(jīng)排氣管排到南二采區(qū)回風(fēng)巷。采空區(qū)2個埋管間距為40m,即當(dāng)工作面推進40m時,要打開距工作面最近的抽放口。

　　3　抽放效果分析

　　抽放泵抽放負(fù)壓-48~-52kPa,流量43.38~53.13m3/min,最大抽放瓦斯?jié)舛葹?3.63%,平均抽放瓦斯?jié)舛?3.05%,如圖2所示,平均瓦斯抽放量為5.66m3/min。

　　自2006年2月15日開始進行埋管抽放,該工作面瓦斯平均濃度為0.17%,最大值為0.4%,回風(fēng)

　　采空區(qū)瓦斯抽放濃度與時間的關(guān)系曲線巷瓦斯平均濃度0.1%,最大值為0.37%,平均瓦斯涌出量為0.54m3/min,最高瓦斯涌出量為2.0m3/min。抽放后,為稀釋采煤工作面上隅角瓦斯安設(shè)的2臺2.2kW局部通風(fēng)機停運,上隅角瓦斯平均濃度為0.4%,最高為0.6%。工作面、回風(fēng)巷及上隅角沒有出現(xiàn)過瓦斯超限現(xiàn)象,徹底解決了綜采工作面、回風(fēng)巷及上隅角瓦斯超限問題,保證了綜采工作面安全正常生產(chǎn)。

　　4　結(jié)　論

　　(1)采用移動式瓦斯抽放系統(tǒng)對綜采工作面采空區(qū)進行瓦斯抽放,徹底解決了綜采工作面、回風(fēng)巷及上隅角瓦斯超限問題,保證了綜采工作面安全正常生產(chǎn),為礦井高產(chǎn)高效提供可靠的安全保障,同時也為六家煤礦下一步裝備綜放開采的瓦斯治理提供了寶貴的經(jīng)驗。今后,在瓦斯抽放工藝上,還將針對不同的煤層、不同的工作面采取相應(yīng)的技術(shù)手段,同時對鉆孔抽放作進一步嘗試,從而使瓦斯抽放技術(shù)在我礦的應(yīng)用日臻完善。

　　(2)所選用的ZWY85/110型水環(huán)真空泵,最大抽氣量85m3/min,是目前國內(nèi)最大的移動抽放泵。通過試驗應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)該裝備具有功能全、體積小、成本低、效率高、安裝方便等特點。且可根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,設(shè)計不同的抽放工藝,合理地布置抽放泵,從經(jīng)濟、實用、管理等多方面考慮,可達到最佳抽放效果。具體特點還體現(xiàn)在以下幾個方面:①適用于采空區(qū)抽放、隅角抽放、鄰近層及本煤層抽放;②適于礦井的高效率水環(huán)式真空泵提高了瓦斯抽放效率;③配備了氣體流量檢測裝置,對流量可進行實時檢測;④環(huán)境瓦斯檢測超限報警斷電裝置保證泵站安全工作;⑤管路過濾除渣裝置,確保泵體不受損壞;⑥衡水位汽水分離器保證汽水充分分離;⑦斷水保護裝置確保設(shè)備穩(wěn)定運行;⑧在泵和電機的匹配上采用優(yōu)化設(shè)計,在相同抽放量情況下,可節(jié)能30%,單臺設(shè)備年節(jié)約電費數(shù)十萬元(ZWY85/110型泵站);⑨特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計可避免因水環(huán)泵的卡死而燒毀電機。