矿井瓦斯抽采设计手册(新) - 图文(8)

2019-03-15 22:09

(3) .

(4) 抽放管路附属装置,包括:

测压、测流量和调节装置:用于调节、控制和测量管路中瓦斯浓度、流量和负压等。 安全装置:包括防爆炸、防回火装置、放水器和放空管等。 (三)瓦斯管路敷设

煤矿井下条件复杂,如巷道变形、坡度变化和矿内空气湿度大、易腐蚀管路等、都不利于管路的敷设、安装和维护。为此,在敷设瓦斯管路时,为保证敷设质量,应采取必要的措施。

(1) 为了防止瓦斯管锈蚀,安装前应对管内外涂抹防腐剂。防腐剂可用经过热处理的沥青、油漆和

红丹等。

(2) 在巷道敷设管路必须用可缩木支垫,以防底板隆起折损管路。垫木高度不应小于0.3m,并保证

每节管子下面有两个托木。

(3) 在敷设倾斜管路时,为了防止管子下滑,应采用管卡将管子固定在巷道支架上,管卡间距根据

巷道倾角α而定,一般α不小于30o时,为15~20m。

(4) 管路敷设应尽量将管道敷设平直,坡度一致,尽量减少弯头、气门等附属管件,避免急转弯。 (5) 敷设运输巷道的管路时,应将其牢固地悬挂(或架)在专用支架上,且管路高度应不小于1.8m,

以便行人和运输。

(6) 根据巷道高低、进、回风巷温度有明显差别等情况,敷设管路时应创造排除管中积水的条件。 (7) 井下敷设管路,一般采用法兰盘或快速接头接合、法兰盘中间应夹有胶皮垫,且垫的厚度最好

不小于5㎜。

(8) 凡是新敷设的瓦斯管路都要进行漏气检验。检验方法可采用负压方法试验或用SF6捡漏仪检测。 二.管路选择

(一) 管径

根据主管、干管、支管中不同瓦斯流量,合理的瓦斯管径均可按下式计算:

Qd?0.1457()2 (1-82)

VQ—— 瓦斯管内流量,m3/min; d—— 瓦斯管内径, m;

V—— 瓦斯管内流速,5~15m/s 。

按上式计算的管径、流量、流速可查表1-51。

(二) 管壁厚度

当采用钢管卷焊管或强度要求较高的远距离输瓦斯干管,可按下式计算壁厚:

P·dw

δ= ------- (1-83)

2[α]

式中: δ ——输瓦斯管管壁厚度,㎝

P —— 管路最大工作压力,MPa Dw —— 瓦斯管外径,㎝

[α]——容许压力,取屈服极限强度的60%,缺少此值时,可参考以下 数值:

对于铸铁管取20 Mpa;焊接钢管取60 Mpa;无缝钢管取80 Mpa。

(三) 管路阻力计算

1. 摩擦阻力计算

根据管径、流量的不同应分段计算阻力,每段管路摩擦阻力可用下式计算: 1hf?9.81L?2Q (1-84) 5K0d式中: hf ——某段管路的摩擦阻力,Pa;

L —— 管路长度, m;

Δ—— 混合瓦斯对空气的相对密度;

3

Q ——某段管路的混合瓦斯流量,m/h; K0——系数,根据管径由表1-54查得; d—— 管路内径,cm。

(1-84)式中混合瓦斯对空气的相对密度Δ按下式计算:

???1?n1??2?n2

?2

2. 局部

阻力计算 1) 基

本方程

表1-54 不同管径的系数K值

通称管径 15 20 25 32 40 50 (㎜) (1/2英寸) 3/4)英寸) (1英寸) (11/4英寸) (11/2英寸) (2英寸) K0值 0.46 0.47 0.48 0.49 通称管径 40 80 100 125 150 150以上 (㎜) (21/2英寸) (3英寸) (4英寸) (5英寸) (6英寸) K0值 0.55 0.57 0.62 0.67 0.70 0.71 。 1

2

h1=ξ·—ρv (1-85)

2

式中 h1——瓦斯管路的局部阻力,Pa;

ξ——局部阻力系数,见表1-55;

3

ρ——混合瓦斯密度,kg/m,见表1-56; v——瓦斯平均流速,m/s。

表1-55 各种管径的局部阻力系数 对管径相差 管件 直角三通 分支三通 弯头 直通阀 90o弯头 闸阀 球阀 一级突然收缩 ξ 0.30 1.50 0.35 1.10 2.00 0.30 0.50 9.00

2) 折算法。

实际计算时,可把各种管件局部阻力折算成相当于一定管路长度所产生的阻力,即阻力强度。

一支阀门相当于1/5d的阻力长度,m; 一支丁形件相当于1/10d的阻力长度,m; 一支滑阀相当于1/20d的阻力长度,m; 一支弯头相当于1/100d的阻力长度,m;

以上“d”单位为㎜,代入上式后再扩大1000倍即可。

[例]在直径为175㎜的导管中,有一支阀门,它的阻力长度为1/5×175×1000=35 m导管长度。

表1-56 不同瓦斯浓度时瓦斯与空气的混合气体密度 瓦斯浓度 (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1.293 1.23538 1.17776 1.12015 1.06253 1.00491 0.94729 0.88967 0.83206 0.77444 0.71682 1 1.28148 1.22386 1.16624 1.10862 1.05100 0.99339 0.93577 0.87815 0.82053 0.76291 2 1.28148 1.22386 1.16624 1.10862 1.05100 0.99339 0.93577 0.87815 0.82053 0.76291 3 1.27531 1.21810 1.16048 1.10286 1.04524 0.98762 0.93011 0.87239 0.81477 0.75715 4 1.26995 1.21233 1.15472 1.09710 1.03948 0.98186 0.92424 0.86663 0.80901 0.75139 5 1.26419 1.20657 1.14895 1.09134 1.03372 0.97610 0.91848 0.86087 0.80325 0.74563 6 1.25843 1.20081 1.14319 1.08558 1.02796 0.97034 0.91272 0.85510 0.79749 0.73987 7 1.25267 1.19505 1.13743 1.07981 1.02220 0.96458 0.90686 0.84934 0.79172 0.73411 8 1.24691 1.18929 1.13167 1.07405 1.01643 0.95882 0.90120 0.84358 0.78596 0.72834 9 1.24114 1.18353 1.12591 1.06829 1.01067 0.95305 0.89544 0.87782 0.78020 0.72258 3) 估算法。 在实际工作中或初步设计时,也可用估算法计算局部阻力,一般取摩擦阻力得10%~20%。

[例]某煤矿抽放瓦斯系统中,一条最长、阻力最大的管路系统的情况是,支管长360 m,管径150

33

㎜,瓦斯量600 m/h,瓦斯浓度60%;分管长度800 m,管径226㎜,瓦斯量1800 m/h,瓦斯浓度50%;

3

主管长度3800 m,管径380㎜,瓦斯量3600m/h,瓦斯浓度45%;局部阻力用估算法计算,按摩擦阻力15%考虑。试计算该矿井瓦斯抽放管路的总阻力。

由公式(1-84)得: (1) 支管阻力:

360×600×0.733

h支=9.8× —————————— =1728.48 Pa

5

0.71×15

2

表1-51 不同管径、流速与流量值表 内径 1 2 3 流 速(m/s) 111111114 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 流 速(m/min) 123344566778990406284062840620 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3流 量(m/min) 10000000........ 111222332 5 8 1 4 7 0 3 000000000......... 2344556776 3 0 6 3 9 6 2 9 0000011111.......... 4678903452 8 0 2 4 6 8 2 4 6 11112222333........... 035813691476 2 8 5 1 8 4 0 7 3 0 122334455667............ 9383727261610 7 4 2 9 7 4 1 9 6 4 1 1112345567889011............. 96419631853085 9 3 7 0 4 8 2 6 9 3 7 1 1111111145678901234568..............233455667989905 1 7 3 0 6 2 8 4 1 7 3 5 5 1111111222257801345780134..............726150493826158 3 8 2 7 1 6 1 5 0 4 9 4 8 11111222223379135780246802..............543210876543100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 911112222333341128 9 0 1080 1140 1200 断面 (11m628英2 0 ㎜ )0 0 寸 00.2.1 005 005 3 010.13.28 00011 7 00.5.2 000 126 2 00.7.3 005 244 6 010..4 00040 79 7 010..5 20175 23 4 110..6 50100 77 6 110..7 70245 41 5 120..8 00390 14 0 9 20.20.06 0.13 0.24 0.53 0.95 1.48 2.12 2.89 3.80 40.09 0.20 0.36 0.79 1.42 2.21 3.19 4.34 5.70 7 26.03 33.90 427.47 35.80 4 37.70 4


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