序号 1 2 合计
表6-5高负压抽采系统管路阻力计算结果表
Table 6-5 The calculation results of the pipeline resistance under high negative pressure
长度 管内径 摩擦阻力 局部阻力 管路阻力
管路名称
（m） （mm） （Pa） （Pa） （Pa） 7280 Φ500 7236 1447 8680 干管Ⅰ
2210 Φ280 3063 459 3520 支管Ⅳ
9490 — 10299 1906 12200
表6-6低负压抽采系统管路阻力计算结果表
Table 6-6 The calculation results of the pipeline resistance under low negative pressure
管内径 管路名
序号 长度（m） 摩擦阻力（Pa） 局部阻力（Pa） 管路阻力（Pa）
称 （mm） 1
2 合计
干管Ⅱ 支管Ⅷ
1360 805 2165
Φ315 Φ280 —
1625 965 2590
244 97 341
1550 1062 2612
由计算可得出，高负压抽采系统管路总阻力损失为12200Pa，低负压抽采系统管路总阻力损失为2612Pa。 6.2瓦斯抽放泵选型 6.2.1规定
根据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》，对瓦斯抽放设备有如下要求：
5.5.1条：矿井抽放瓦斯设备的能力，应满足矿井抽放瓦斯期间或在抽放瓦斯设备服务年限内所达到的开采范围的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且应有不小于15％的富裕能力。矿井抽放系统的总阻力，必须按管网最大阻力计算，抽放瓦斯系统应不出现正压状态。 6.2.2选型原则
根据以上规定，瓦斯泵选型原则为：
⑴瓦斯泵的流量必须满足矿井抽放期间预计最大瓦斯抽出量的需求； ⑵瓦斯泵的负压能克服管路系统的最大阻力； ⑶具有良好的真空度； ⑷抽放设备配备电机必须防爆。 6.2.3计算方法
一、瓦斯泵流量计算
抽放瓦斯泵流量必须满足抽放系统服务年限之内最大抽放量的需要。
Q?100QZ?K （6-4）
x??式中：Q—抽放瓦斯泵的额定流量，m3/min；
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，m3/min；取19.6m3/min； QZ—矿井瓦斯最大抽放总量（纯量）x—矿井抽放瓦斯浓度，％；取20％； η—瓦斯抽放泵的机械效率，一般取0.8； K—备用系数，K=1.2。
（1）高负压抽采系统设计瓦斯抽采泵所需额定流量计算结果为：
Q高 = 100×19.6×1.2/(20×0.8) =147 m3/min
（2）低负压抽采系统设计瓦斯抽采泵所需额定流量计算结果为：
Q低 = 100×8.38×1.2/(20×0.8) =62.85 m3/min 二、瓦斯泵压力计算
瓦斯泵压力，必须能克服抽放管网系统总阻力损失和保证钻孔有足够的负压，以及能满足泵出口正压之需求。瓦斯泵压力按下式计算:
H?K?(Hzk?Hrm?Hrj?Hc)式中：H—瓦斯抽放泵所需压力，Pa；
K—压力备用系数，K=1.20；
（6-5）
Hzk—抽放钻孔所需负压，Pa，取=15000Pa； Hrm—井下管网的最大摩擦阻力，Pa； Hrj —井下管网的最大局部阻力，Pa； Hc—瓦斯泵出口正压。 瓦斯抽采泵压力计算结果为：
（1）高负压抽采系统设计瓦斯抽采泵压力计算结果为：
H高=1.20×(15000+12200+5000)= 38640 Pa （2）低负压抽采系统设计瓦斯抽采泵压力计算结果为：
H低=1.20×(5000+2612+1226)= 10606Pa 三、瓦斯抽放泵真空度计算
（6-6） i?100?H泵/101325式中：i——瓦斯抽放泵的真空度，%；
H泵—瓦斯抽放泵提供的最大负压，Pa。 （1）高负压抽采系统设计瓦斯抽采泵压力计算结果为：
i高=100×38640/101325=38.13
（2）低负压抽采系统设计瓦斯抽采泵压力计算结果为：
i高=100×10606/101325= 10.46
综合上述，矿井两瓦斯抽采系统瓦斯抽采泵参数计算结果如表6-7。
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表6-7 瓦斯泵参数计算结果
Table 6-7 gas pump parameter calculation results
瓦斯抽采系统 高负压抽采系统 低负压抽采系统
Q(m3/min) 147 62.85
H (Pa) 38640 10606
i（%） 38.13 10.46
6.2.4瓦斯泵类型
目前国内使用的瓦斯泵类型主要有： ⑴离心式鼓风机；
⑵回转式鼓风机(包括罗茨鼓风机、叶式鼓风机、滑板式压气机等)； ⑶水环真空压缩机；
⑷往复式压气机(只用于地面正压输送瓦斯)。 各类瓦斯泵的特点及适用条件见下表6-8
表6-8 各类瓦斯泵的特点及适用条件
Table 6-8 The characteristic and applicable conditions of all types of gas pumps
类型
优点
1.运转可靠，不易出故障； 2.运行平稳，供气均匀，便于维修、保养，使用寿命长；3.流量大，最大可达1200m3/min。
1.流量不受阻力变化的明显影响；接近一个常数;2运行稳定,供气均匀,效率高,便于保养;3相同功率,流量和压力的瓦斯泵成本只是离心泵的70~80%
缺点
1．工作效率低，两台并联运转性能较差；
2.相同的功率，流量，压力与回转式鼓风机相比，成本高1.5~2倍。
适用条件
1.适用于瓦斯流量大(800~1200 m3/min)，负压要求高(4000~50000Pa)的矿井； 2可作为正压鼓风输往用户，同时又可作为负压抽出瓦斯。
离心式鼓风机
回转式鼓风机
1．因压力改变时流量不
1．检修工艺复杂,机械加变,故适用于用户要求流量稳工要求较高;2运转中噪音大；3定的工艺过程；2适用于瓦斯
3
压力高时,漏气大,磨损较严流量大(1~600m/min),负压高重;4转子表面易粘灰尘,需定(20000~90000Pa )的抽放瓦斯期清洗。 矿井；3空气冷却的鼓风机适
用于缺水的地方。
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续表6-8 各类瓦斯泵的特点及适用条件
Continued table 6-8 The characteristic and applicable conditions of all types of gas pumps
类型
优点
1真空度高,且可正压输出；2工作水不断带走气体压送时产生的热量，泵题不会升温发；当抽出瓦斯浓度达到爆炸界限时，也没有爆炸危险；3结构简单，运转可靠，平稳，供气均匀；4将负压抽出和正压输出合二为一，一般不需另设正压输出设备。 1．最大特点是加压能力大，最大出口压力可达800kPa；2流量只与转数成正比,而与压力无直接关系。
缺点
适用条件
水环式真空压缩机
需要提供工作水
1单机瓦斯抽出量由1.8~450 m3/min,适用范围广；煤层透气性低,管路阻力大，需要高负压抽放的矿井；2适用于负压抽出瓦斯；3适用于瓦斯浓度经常变化的矿井,特别适用于浓度变化较大的邻近层抽放矿井。
往复式压气机
1．机械体积大,重量大,占地多,造价高；2供气不均匀,有冲击震动和脉动；3有曲柄,联杆装置，不能直接与电动机连接，转速低；4.活塞与气缸经常摩擦,磨损快
1．适用于输出流量不大(50 m3/min以下),但需要高压(400~600 kPa),输送瓦斯的矿井；2只用于正压输送瓦斯，不能作为负压抽出瓦斯用。
通过国内市场调查，建议预抽瓦斯泵选用2BEC-62型水环式真空泵2台，一用一备；采空区瓦斯泵选用2BEF-42水环式真空泵2台，一用一备。参数详见表6-9和表6-10所示。
表6-9 2BEA-303水环式真空泵参数表
Table 6-9 2BEA-303 water ring vacuum pump parameter table
名称 水环式真空泵
型号 2BEC-62
正常抽气量（m/min）
360
3
电机功率（kw） 450kw
名称 水环式真空泵
表6-10 2BEC50水环式真空泵参数表
Table 6-10 2BEC50 water ring vacuum pump parameter table
3
型 号 正常抽气量（m/min） 电机功率（kw） 2BEF-42
120
160kw
6.3辅助设备
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
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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6-1，图6-2)。也可以使用负压自动放水器。
2 1 2 2 1- 钢管； 2-闸阀
图6-1 人工负压放水器(也可以作正压放水器用) Figure 6-1 Artificial negative pressure drainage device
(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
图6-2高负压人工放水器安装示意图
Figure 6-2 High negative pressure drainage installation diagram manual
（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
每个钻场必须按规定安装孔板流量计，孔板流量计应与抽放管路平行。孔板与瓦斯抽放管必须同心，不能装偏。孔板小口及长段侧向钻孔方向，喇叭口及短段侧向泵站方向。孔板安装地点应尽量选择在平直地段，如受条件限制，平直段应是管径的20倍以上。连接完毕后必须在钻场内吊挂钻场管理牌（上有施工日期、施工负责人、钻场浓度、单孔浓度封孔负责人）。
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