义马煤业（集团）有限责任公司新义煤业限公司瓦斯抽放初步设计
（4）控制阀门6，为公称直径40mm的截止阀； （5）连接短节7，其结构如图4-4所示；
4.6 抽放管路附属装置
为了掌握各抽放地点的瓦斯涌出量, 瓦斯浓度的变化情况, 便于调节管路系统内的负压和流量, 在管路上应安装阀门、流量计和放水器等附件。 （1）阀门
瓦斯抽放管路和钻场连接管上均应安装阀门, 主要用来调节和控制各抽放
点的抽放量, 抽放浓度和抽放负压等。
（2）放水器
在抽放管路系统最低点安装人工或自动放水器, 及时放空抽放管路中的积
水, 提高系统的抽放效率， 在排气端低凹处安装正压放水器。
为减少瓦斯抽放成本, 建议采用人工放水器(如图4-5, 图4-6)。 也可以使用
负压自动放水器。
（3）除渣器
在抽放源头附近，如回采工作面、掘进工作面入口处应安装除渣器，以清除高负所带入管道内的粉尘杂物等残渣。
（4）计量装置及抽放参数测定
井下负压管路系统普遍采用孔板流量计进行计量。在使用孔板流量计时要
注意孔板与瓦斯管道的同心度，不能装偏。在钻场内使用孔板流量计时，应保证孔板前后各1m段平直，不要有阀门和变径管。 在抽放瓦斯管末端安装孔板流量计时，应保证孔板前后各5m段平直, 不要有阀门和变径管。
测定孔板两端的压差可采用倾斜水柱计，测定抽放管路中的抽放负压可采
用水银计， 抽放管路中的瓦斯浓度可采用负压吸气筒和高浓度瓦斯检定器。
孔板流量计两侧的测压孔使用胶管分别与U形压差计(煤矿自备，长
1000mm)连接。根据水银压差计测定的负压，压差和高浓度瓦斯检测仪监测的抽放管路内的瓦斯浓度就可以通过公式来计算瓦斯抽放量。
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2 1 2 2 1- 钢管； 2-闸阀
图4-5 人工负压放水器(也可以作正压放水器用)
图4-6 高负压人工放水器安装示意图
(a) 卧式，(b) 立式
1-瓦斯管路；2-放水器阀门； 3-空器入口阀门；
4-放水阀门； 5-放水器； 6-法兰盘
5 地面抽放泵站设备选型
5.1 抽放泵的选型
一般情况下，要选择抽放泵，首先要选型，然后是选择容量和压力。需结合本矿井的具体条件，并结合各种类型抽放泵的特性、优缺点及其适用条件来选择
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适合本矿井的瓦斯泵类型。
5.1.1 抽放泵的类型确定
（1）抽放泵的选型原则
①抽放泵的流量必须满足矿井抽放期间预计最大瓦斯抽放量的要求； ②在抽放期间，抽放泵的负压必须能克服管路系统的最大阻力； ③抽放泵要具有良好的气密性。 （2）抽放泵的选型依据
抽放泵的选型计算必须具备下列资料：
①抽放管路所经过的巷道系统图，并标明巷道长度；
②预计的矿井抽放瓦斯总量和各个分区的抽放瓦斯量（纯瓦斯）； ③预计的矿井和各个分区的抽放浓度； ④瓦斯综合利用的特殊要求等。 （3）抽放泵类型确定
目前国内使用的抽放泵大致分为三类：①水环式真空泵，②离心式鼓风机，③回转式鼓风机。新义矿煤层透气性较差、抽放量不稳定的特点，考虑到低瓦斯浓度时的安全性，采用水环式真空泵作为瓦斯抽放泵。该方案的优点是：设备结构简单，运行可靠，工作轮内充满水，起防爆、阻焰作用，安全性高。
5.1.2 抽放泵的容量计算
矿井瓦斯泵容量的计算，包括两项内容：一是流量的计算，二是压力的计算。根据计算出来的流量和压力，可选择所需要的瓦斯泵。
抽放泵的选型计算包括泵的流量和压力计算。 （1）抽放泵流量计算
根据《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）D3.1条，在计算抽放泵流量时，瓦斯泵流量可按下式计算：
Q?式中：
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100QZ?K （5-1）
X??义马煤业（集团）有限责任公司新义煤业限公司瓦斯抽放初步设计
Q——瓦斯泵的额定流量，m3/min； QZ——矿井最大瓦斯抽放总量，m3/min；
X——瓦斯泵入口处的瓦斯浓度，%； ?——瓦斯泵的机械效率，一般取?=0.8；
K——瓦斯抽放的综合系数，取KC=1.2。
根据新义矿抽放规模规划，整个矿井的混合抽放量为140m3/min，混合瓦斯浓度34.29%，矿井纯瓦斯抽放流量48m3/min，则地面泵站的瓦斯抽放泵的流量
Q=209.98m3/min。
（2）抽放泵压力计算 ①瓦斯泵压力计算公式
根据《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）D3.2条，在计算抽放泵压力时，瓦斯泵压力可按下式计算：
H＝(H入十H出)·K
＝[(h入摩十h入局十h钻负)十(h出摩十h出局十h出正)]·K
＝(h摩十h局十h钻负十h出正)·K （5-2）
式中：
H——瓦斯泵的压力，Pa；
H入——井下负压段管路全部阻力损失，Pa； H出——井上正压段管路全部阻力损失，Pa； K2——备用系数，取K2＝1.2；
h入摩——井下负压段管路摩擦阻力损失，Pa； h入局——井下负压段管路局部阻力损失，Pa；
h钻负——井下抽放钻场或钻孔孔口必须造成的负压，Pa； h出摩——井上正压段管路摩擦阻力损失，Pa； h出局——井上正压段管路局部阻力损失，Pa； h出正——用户在瓦斯出口所需的正压，Pa； h摩——井上、下管路最大总摩擦阻力损失，Pa； h局——井上、下管路最大总局部阻力损失，Pa。
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②摩擦阻力和局部阻力计算
根据《煤矿瓦斯抽放规范》AQ 1027—2006规定摩擦阻力按下式计算：
9.8L?Q2Hz? 5?0D式中：
HZ—阻力损失，Pa； L—管路长度，m； Q—瓦斯流量，m3/h； D—管道内径，cm；
K0—与管道有关的系数，管道直径大于150mm以上取0.71； γ—混合瓦斯对空气的密度。取0.853。 局部阻力取摩擦阻力的20%进行计算。 ③计算结果
由新义矿采掘工程规划可以看出，11采区上部延伸至矿井最上部边界为抽放管路系统最长，阻力损失最大。
根据预计的抽放量和管路直径，矿井抽放管路系统各部分的阻力如下：h入摩
=3862Pa，h
入局
=833Pa，h
钻负
=13000Pa，h
出摩
=200Pa，h
出局
=40Pa，h
出正
=0Pa。取
K2=1.2，经计算，地面抽放泵压力H=21.52Kpa。
5.1.3 抽放泵能力验证
当前，新义矿地面抽放泵站安装两台2BEC67型水环真空泵，气水分离器为配套设备，2007已经开始运转，其电机功率400KW，额定流量350m3/min，其详细性能参数如下表所示。由表6-1可见，2BEC67型水环式真空泵完全满足209.98m3/min流量和21.88Kpa的压力要求。
表6-1 2BEC67型水环真空泵性能参数
最低吸泵型号 入绝压hpa 吸入绝压200hpa 237 2BEC67 160 285 325 吸入绝压250hpa 262 302 340 吸气量m/min 吸入绝压350hpa 287 331 372 吸入绝压400hpa 295 337 378 吸入绝压550hpa 300 348 385 3最大轴功率（KW） 285 348 412 电机功率（KW） 315 400 450 转速r/min 210 240 270 36