瓦斯泵 - 图文

第五篇 煤矿抽放瓦斯设备

煤矿瓦斯抽放是一种处理井下瓦斯的措施。它利用瓦斯泵对煤体中瓦斯的负压抽吸作用，将瓦斯通过抽吸管抽放至地面，一般情况下再利用瓦斯泵的正压鼓风作用将瓦斯通过输气管路压送至储气罐再送至用户进行利用(作为燃料可供民用和驱动机械，还可作为炭黑、甲醛及其它化工产品的重要原料)。其系统可用下面的方框图表示。

对于以通风方式难以解决瓦斯问题的矿井或工作面，就应当考虑瓦斯抽放。瓦斯抽放的难易程度取决于两个方面：一是煤层瓦斯压力(瓦斯抽放势能)：二是煤层的透气性(瓦斯通过煤层的阻力)。压力越高，透气性越好，瓦斯越容易抽放。

抽放瓦斯最常用的工艺方法是钻孔预抽法，该法是在开采层巷道中，每隔30 m作一个深度为6～7 m（最大不超过10 m）的小石门，作为专打抽放瓦斯钻孔的钻场。在每个钻场内向开采煤层或上下相邻煤层打钻孔（一般3～5个，钻孔直径一般为70～100mm），将各钻场封闭，并用分支管把各钻场接入抽放系统的主管路中，用地面固定瓦斯抽放泵站的瓦斯泵将瓦斯抽出。如图0-1所示。

图0-l 钻孔法抽放开采煤层的瓦斯 1—煤层；2—钻孔； 3—钻场；4—运输大巷；5—密闭墙； 6—抽瓦斯管道 瓦斯抽放对煤矿生产至关重要，只有熟悉煤矿瓦斯抽放设备的结构、原理，正确使用，合理维护，才能确保矿井瓦斯抽放系统的效能。本篇将介绍这方面的知识。

第十四章 矿井抽放瓦斯泵的工作理论

第一节 概述

矿井抽放瓦斯泵（简称瓦斯泵）是矿井抽放瓦斯的动力设备。目前我国最常用的瓦斯泵是水环泵。

水环泵乃水环真空泵和水环压缩机的统称，是一种输送气体的流体机械。水环真空泵和压缩机的结构和工作原理相同，其区别仅在于用途不同。作真空泵时入口接系统，并造成一定的真空度，被抽吸气体经泵内加压至大气压力后排至大气中，因而真空泵排出端为大气条件；作压缩机时自大气条件吸气，经泵内压缩到一定压力后排入与泵出口相接的系统内，因而压缩机的入口为大气条件。实际上水环泵用于煤矿抽放瓦斯时，其入口、出口均与瓦斯管路连接，借其真空特性抽吸煤体中瓦斯，借其压缩特性再将瓦斯压入地面输气管路，供给用户。所以，它既作真空泵用，又作压缩机用。

水环泵既可以做为固定设备放在煤矿瓦斯抽放泵房，与其它附属件组成地面矿用固定瓦斯抽放泵站，用于全矿井采用钻孔预抽法抽放井下煤层钻孔钻场里的瓦斯；也可以做为矿用移动式瓦斯抽放泵站使用，用于煤矿井下硐室或巷道、采空区、隅角或邻近层及本煤层等的瓦斯抽放。无论是地面矿用固定瓦斯抽放泵站，还是井下矿用移动式瓦斯抽放泵站，其主要设备都是水环泵。

第二节 水环泵的工作原理和工作参数

一、水环泵的工作原理

水环泵有单作用式和双作用式两类。 （一）单作用水环泵工作原理 图14—1为单作用水环泵结构示意图。叶轮4由叶片和轮毂组成，两者为整体浇铸或焊接结构。叶片有前弯的，也有径向直板状的。泵体3内部有一个圆柱形空间，叶轮偏心地装入这个空间内，两端用侧盖8封住。侧盖七开有吸气孔1和排气孔7，它们分别与泵的进气

图14-1单作用水环泵结构示意图 口5和排气口6相通。

1—吸气孔；2—水环； 3—泵体；4—叶轮；5—进气口； 水环泵工作前需向泵

6—排气口；7—排气孔；8—侧盖；9—泵轴 内注入一定量的工作液体(一般用水)。当叶轮通过泵

轴在电动机带动下旋转且达到一定转速时，泵内工作液体在叶片推动下一起旋转，并因离心力作用甩向四周，在泵体内壁与叶轮之间形成一个旋转水环。水环内表面和叶轮轮毂表面及两端侧盖之间形成一个月牙形空间，它被叶片分成若干个容积不等，互不连通的封闭小室(又称基元容积)。每个小室随叶轮一起旋转，作周期性地扩大和缩小。见图14-2所示，吸入侧小室容积逐渐增大，气体经吸气孔被吸入到小室中。当这些小室转到排气侧时，其容积又逐渐减小，吸进的气体被压缩，压力升高。当气体被压缩到一定程度时经排气孔排出。这祥，叶轮每旋转一周，各小室完成吸气、压缩、排气过程各一次，故称单作用式。相应可将水环

泵的工作空间分为吸气区、压缩区和排气区。如图14—3所示。

以上只是从现象说明水环泵的工作过程，但未揭示出物理本质，亦即能量传递过程。水环泵的能量传递是以工作液体为媒介进行的。从上述分析可知，每个

（a） (b) (c) 图14—2 水环泵工作过程 a—吸气；b—压缩；c—排气 小室中的液体时而远离叶轮，时而靠近叶轮，尤如一个液体活塞在小室中作往复运动。图14—3中吸气区(Ⅰ区)工作液体自叶片得到机械能，并从叶片根部流向叶片外缘，使圆周速度增加，工作液体的动能增加。在压缩区(Ⅱ区)和排气区(Ⅲ区)工作液体又逐渐流回到叶片根部，使圆周速度下降，工作液体的动能又转化为压力能，对气体进行压缩和排气。由此可见，水环泵在整个工作过程中工作液体起着传递能量的作用。

工作液体除传递能量外，还起密封工作容积和冷却气体的作用。水环泵工作时，必须不断向泵体内注入一定量的新液体，以补充随排气夹带走的液体。 （二）双作用水环泵工作原理

图14—3 水环能量传递过程 Ⅰ—吸气区；Ⅱ—压缩区；Ⅲ—排气区 图14—4为双作用水环泵简图，在椭圆形泵体2的中心装有叶轮3，两者具有上、下双偏心。环筒状分配器4装在叶轮轮毂中心圆孔内固定不动，两端与设有吸排气通道(分别和进、排气口1、6连接)的泵体侧盖连接。分配器内、外环间分为四个间隔，对角线上的两个间隔借侧盖上气流通道连通，在外环壁上开吸气孔和排气孔，吸气孔口ab和ef，使上、下吸气区与进气口相通，排气孔cd和gh使上、下排气区与排气口相通。

当泵体内注入一定量的水，叶轮在电动机带动下以足够的转速顺时针旋转时，因离心力作用，水被甩向外

图14—4 双作用水环泵简图 围，形成一个与泵体内表面形状一致

1—进气口；2—泵体；3—叶轮；4—分配器； 的椭圆形旋转水环。在水环内表面、

5—水环；6—排气口；7—补水管 叶轮轮毂及两侧盖之间形成上、下两

个月牙形空间，由叶片分隔成若干密闭小室。见图14—4，当某小室从a点起随叶片转至b点时，始终与吸气孔相通，容积由小变大，进行吸气，当从b点转向c点过程中，与吸、排气孔隔绝，容积由大变小，进行压缩；当从c点转向d点过程中，与排气孔相通，进行排气；同理，在转向下半周时，ef区间吸气，fg区间压缩，gh区间排气。可见，对这种水环泵，

转子每转一转，各封闭小室分别完成两次吸气、压缩、排气过程，故称为双作用式。

二、水环泵的工作参数 1．流量(Q)

水环真空泵的流量Q(又称抽气量或抽气速率)是指泵出口为标准大气状态

53

(1.0133310Pa)时，单位时间内通过泵进口在吸入状态下的气体容积，单位为m／min；水环压缩机的流量(又称排气量)是指泵出口为标准大气状态时，单位时间内通过泵出口的气体

3

容积，单位为m／min。

2．压力(P)

水环压缩机的压力是指压缩机出口压力P，单位为Pa。有时也用相对压力表示。 水环真空泵的压力是指抽吸气体(进气口)压力，有三种表示方法： (1)以抽取状态的绝对压力P1表示； (2)以真空度Pz表示，Pz＝Pa-P1；

(3)以真空度的百分数（即Pz％）来表示，Pz％= Pz / Pa3100％。 3．功率(N)

水环泵的轴功率按等温压缩功率进行计算，即

N?Nl?dw?1.667?10?5Q?dwlnP2 （14—1） P1式中：N—— 水环泵轴功率，k W

Nl—— 水环泵理论功率，kW

Q—— 流量，m3/min

P1、P2—— 气体的吸气压力和压缩终了压力，

用绝对压力表示，Pa；

?dw—— 等温效率，最高为55％。

4．效率（?）

水环泵的效率指理论功率与轴功率的比值，即

图14—5 水环泵特性分析 N ??l??dw

N第三节 水环泵的性能曲线

一、水环泵的特性分析

水环泵的排出压力P2和吸入压力P1大小取决于泵本身结构和转速。如图14—5，在吸气区内，各小室在增大过程中始终与吸气孔相通，保证了在吸气过程中最大限度地吸入气体(充分吸气)，而小室一旦开始变小，则立即与吸气口隔开，对应的吸气口末端角为?x。 在压缩区内，工作液体的动能转化为压力能来压缩气体。因被抽吸气体直接与水环接触，散热良好，故可以把对气体的压缩看成是等温压缩。设开始压缩时的压力和容积分别为P1 和V1，压缩区内某一位置上的压力和容积分别为P和V，则 PV= P1 V1

则其压缩比

?=P/ P1 = V1 /V (14-1)

显然，随压缩角?的增大，液体不断压缩气体而做功，即工作液体将不断以叶轮获得的

能量(动能)传给气体，使V减小，P升高，压缩比?随之增大。当?增大至某一值?l时，工作液体自叶轮获得的能量全部传给气体，至此达到临界状态，对应的压力为临界压力 pl，对应的临界压缩比?l为 ?l?pl

p1 显然，要增大压缩比，流量必然减少，才能取得能量的平衡(即不能保证充分吸气)。因而在临界位置?l处开设排气孔，既能最大限度地利用液环能量，又不致使液环流动状态恶化。

由以上分析可知，对给定的水环泵在特定转速下运行时，临界压缩比是一个恒定值，亦即水环泵在充分吸气条件下对气体的压缩能力(或抽吸能力)是一定的。然而，水环泵可能在不同的系统(不同吸入压力P1和排出压力P2)中工作，即水环泵实际工作的压缩比?可能不常在临界压缩比?l下工作。

当?＜?l或在一定的吸入压力Pl时，泵的工作压力(排出压力)P2

排气孔先压缩到?l或pl，自排气孔排出后又膨胀，压力降至出口工作压力P2。这就产生了过压缩现象，使泵的能量损失增加，效率下降。可见，消除过压缩现象是降低泵能耗、提高其效率的有效途径。 当???l；或P2=pl时，气体至排气孔始端达到?l或pl，其压缩终了压力与泵的工作压力相等，气体排出后，无需再膨胀，泵的效率最高，显然这是最理想的工作状况。

由于泵的理论流量(吸气量)与图14—5中AB断面积成正比关系，在?≤?l情况下，水环工作状态不受影响，AB面积不变，所以泵的理论流量不变。

随工作压缩比的增加，水环能耗增加，其圆周速度进一步降低。当?＞?l或P2>pl时，在水环压缩区终

端靠近泵体区域，见图14-6中a区，首先出现水质点因圆周速度为零而滞止的情况，使后续质点运动受阻，造成质点堆积和压力升高，并在b区发生回流现象，图14—7 水环泵工作性能 使水环下部厚度增加，气流通道面积减小，导致泵吸

气量减小，同时泵内能耗增加，效率下降。随?的增加，水环回流区进一步扩大，气流通道面积进一步减小，流量进一步下降。当水环回流占满下部气流通道时，流量等于零，效率亦等于零。此时排出压力和吸入真空达到最大值(分别称为最大排出压力和最大吸入真空)。 以上分析结果见图14—7，图中实际流量线Q一?较理论流量线Qth—?低，是由泵本身泄漏和吸气开始时有可能膨胀所致。

图14—6 ?＞?l时水环回流区

图15—6 2YK-110型液环真空泵结构图 1—泵体；2—叶轮；3—泵轴；4—前分配器；5—前盖；6—前轴承架；7—前轴承左盖；8—前轴承右盖； 9—后分配器；10—后盖；11—纸垫；12—后轴承架；13—后轴承盖；14—后轴承右盖；15—填料垫； 16—填料环；17—轴套；18—圆螺母；19—圆螺母；20—止退垫圈；21—止退垫圈；22—螺塞； 23—填料压盖；24—进水管路；25—放水管路；26—回水管路；27—羊毛毡；28—纸垫；29—双头螺栓； 30—螺母；31—拆开螺钉；32—填料；33—压油嘴或通水封；34—旋盖黄油杯；35—轴承；36—轴承

带拉紧装置，以调整三角带松紧程度。泵体上和填料箱两侧设有进水管路装置，水沿径向及侧面注入泵腔内，以补充水环水的消耗。

图15—7表示出了2YK-110型真空泵的性能曲线，由P—Q、P—N、P—η三条曲线组成。

真空泵的抽气量Ｑ随着真空度ＰＺ的增大（Ｐ１表示的绝对压力下降）而逐渐减少。当Ｐ１小于21355Pa时曲线迅速下降至零，Ｑ随Ｐ１的下降而减少的原因主要有下列几点：

（1）由于Ｐ１的减少，真空泵的压缩比Ｐa/Ｐ１增大，使泵腔内高压部分向低压部分的漏气量

图15—7 2YK-110型水环式真空泵性能曲线 增多，因而使抽气量Ｑ减少。

（2）真空泵中的水环随转子

一起转动，有时处于吸气位置（低压区），有时处于压缩和排气位置（高压区）。水环在高压区时溶解一部分气体，转到低压区时，水中气体有一部分将析出到吸气空间，Ｐ１愈小气体析出愈多，因而减少了从外面的吸气量。

（3）随着Ｐ１的降低，水环中会有较多的水蒸气进入吸气室，这也影响泵从外界吸气。特别是当吸气室中的蒸汽压力等于Ｐ１时，真空泵就不能再从外界吸入空气，使吸气量降低为零。

真空泵的轴功率随着Ｐ１的减小而增大（因压缩比加大），所以，真空泵启动时，为了尽量减小启动功率，应使Ｐ１达到最大值（即吸气管通大气）。

真空泵的效率?在Ｐ１＝98100Ｎ／m时及Q=0时均为零，当Ｐ１=46468～52922Pa时，?2

达到最大值53.5%。在现场真空过滤系统中使用2YK-100型真空泵达到的真空度为51632～58089Pa(相当于Ｐ１=46468～40015Pa)。此时真空泵的效率为53.5%～51.2%，因之真空泵的效能得到了充分发挥，运转是合理的。

SZ型水环压缩机、SZ、SK及2YK—110水环真空泵的性能参数分别列于表15—1、表15—2、表15—3及表15—4。

表15-1 水环式压缩机性能表

型 号 排气量(m／min) 排气压力(MPa) 0.O5 SZ—1 SZ—2 SZ—3 SZ—4 SK—27A SK—42A 1.O 2.6 9.2 26 25.25 39 2 8.5 20 24.47 33.2 0.O8 1.5 7.5 16 22.65 24 0.1 3.5 9.5 19.30 0.l5 3最大排气压力 MPa 0.1 0.14 0.2l 0.21 0.128 耗水量 L／min 10 30 70 100 140 150 转速 n r／min 1460 1450 975 730 490 490 电动机 功率 kW 4.5 14 40 80 95 1l5 2YKA—30 29.2 29.1 29.1 28.6 0.2 150 730 155 表15—2 SZ型单作用水环真空泵性能表

最大抽气量(m／min) 型号 0 SZ—1 SZ—2 SZ—3 SZ—4 1.5 3.4 11.5 27 真空度(1.33310Pa) -304 0.64 1.65 6.8 17.6 -455 0.4 0.95 3.6 11 -610 0.12 0.25 1.5 3 -685 0.5 1 84 87 92 93 1450 1450 975 730 10 30 70 100 4.5 lO 28 70 23极限真空度 ％ 转速r/min 耗水量 L／min 电动机 功 率 kW 表15-3 SK型双作用水环真空泵性能表

抽气量(m／min) 真空度(1.33 310Pa) 泵型号 O 760 SK—12 SK—27(2YK—27) SK—42 SK—60 SK—85 SK—120(2YK—110) SK一250 12 28 42 60 85 120 270 -300 -400 -450 -500 -600 极限真空度 转速 L/min mmHg 460 360 11.5 27.9 40.3 57.5 81.5 119.7 256.8 11.2 27.8 39.7 56.3 79.5 116.8 245.5 3lO 260 160 11 27 39.3 55 78 110 236 10.6 26.8 37.8 52.8 74.5 8.3 20.2 20 40 58.1 -700 -650 -870 -650 -650 -610 -633 970 490 490 420 365 250 200 r/min 80 166 200 2lO 215 220 700 22 45 60 95 130 185 460 kW 32耗水量 电动机功率 108.3 85.5 222.4 153.5 表15-4 2YK-110型双作用水环真空泵的技术性能

以进气压力表示／Pa 以相对标准大气压的 O 压差表示／Pa 抽气量Q／(m2min) 轴功率N／kW 效率/% 转速／(r2min) 供水量／(m2h) 配套电机型号及规格 外形尺寸 泵进出口直径／mm 泵重／kg 3-1-13-198100 85192 78738 72284 65830 59376 52922 46468 40000 33560 27106 20652 15469 12908 19362 25805 32269 38723 45177 51631 58065 64539 70953 77447 82601 121 102 27.5 121 120.8 120.4 119.7 118.5 116.8 113.2 108.3 100.7 85.5 107 111.5 116.5 112 127.5 133.5 139 33.7 43.5 48 145 150 155 30 O 179 O 121 95 O 51.2 53.2 53.2 51.2 47.5 41.2 250 12～13 JRl27—6(DE3) 980r／min 电压380V(3000V) 功率185kW(165)kW (长3宽3高/mm）约26653170031560 φ300／φ300 85000(不包括重7000kg的消声器) 注：1. SZ型抽气量是折算到大气条件下的气量。

2. 1mmHg=133.33Pa。

3. 表15-1、15-2、15-3、15-4中型号意义：

S-水环式；Z-真空泵；K-单级真空泵；A-做压缩机用；2Y-双作用水环式；如：

SZ-3型为水环真空泵3号；

SK-27型为水环式单级真空泵，额定抽气量为27m／min；

2YK-110型为双作用水环式单级真空泵，额定抽气量为110m/min；

3

3

第二节 矿用移动式瓦斯抽放泵站

矿用移动式瓦斯抽放泵站主要用于采空区、隅角、邻近层及本煤层内的瓦斯抽放，可放置于煤矿瓦斯抽放泵房、煤矿井下硐室或巷道中。泵站具有完整的供电（380/660V 50Hz）和供水系统。

矿用移动式瓦斯抽放泵站主要包括：水环真空泵、矿用隔爆型三相异步电动机、恒水位气水分离器、环境瓦斯超限检测装置、流量计量及负压测定装置、隔爆型真空电磁起动器、磁化水装置、停水断电装置等组成。其结构分为直联式和皮带式传动两种，如图15—8、图15—9所示。

图15—8 矿用移动式瓦斯抽放泵站皮带式传动结构简图 1—平板车；2—恒水位汽水分离器；3—防爆电动机；4—甲烷断电仪；5—甲烷传感器； 6—水环真空泵；7—停水断电及磁化水装置；8—电磁起动器；9—泵站外壳 一、恒水位气水分离器

恒水位气水分离器用于水环真空泵排气口端，由于水环真空泵吸气靠水环形成密封腔，故排气口气体中含有一定量的水份，因此，需要把水从气体中分离出来。气水分离器通过其内部控制连杆机构保证水位恒定，达到自动放水功能。

二、环境瓦斯超限检测装置

瓦斯超限断电装置是用于实时监测矿用移动式瓦斯抽放泵站工作环境甲烷浓度，当甲烷浓度超过警戒线（1%）时，甲烷传感器发声光报警；当甲烷浓度超过1.5%时，甲烷断电仪通过控制电路控制电磁起动器断电，以确保瓦斯泵站工作的安全可靠性。

三、磁化水装置

磁化水装置是用于软化天然水，天然水经过磁化水装置时，经过磁极数次变化，水中原来能够结垢成硬质水垢的钙、镁盐就会发生变化，而生成疏松的软质水垢，软垢在水中经强烈水流冲刷，不致硬结到泵壳及叶轮上，从而达到阻碍或延缓结垢的目的。

四、流量计量及负压测定装置

图15—9 矿用移动式瓦斯抽放泵站直联传动式结构简图 1. 平板车 2. 恒水位汽水分离器 3. 防爆电机 4. 电磁起动器 5. 甲烷断电仪 6. 甲烷传感器 7. 水环真空泵 8.泵站外壳 9.停水断电及磁化水装置 流量计量及负压测定装置是用来测定瓦斯抽放管路中的瓦斯流量及管路负压。其结构如图15—10所示。当气体经管路通过孔板时，在孔板两侧产生压差，通过压差可以计算出管路中气体的流量。注意：在连接孔板流量计时，其较短一部分的管路与泵体联接。

可采用下列简易公式对矿用移动式瓦斯抽放泵站最大抽气量进行计算：

qv = K

图15—10 流量计量及负压测定装置 1、4—管路；2、3—法兰盘； 5—压差计接头； 6—密封圈；7—联接螺栓；8—孔板；9—负压表 ?h （15—1）

3

3

-2

3

3

-4

式中：qv——气体体积流量，m/min（1 m/min=1.66667310 m/s ，1m/h=2.77778310 3

m/s）；

K ——孔板系数；（出厂时已测定）

Δh——U型管水柱压差，mm。若为水银柱，应乘以13.6。

五、停水断电装置 停水断电装置结构原理见图15—11、电气图参见图15—12

停水断电装置是用于监测水源供水情况，以避免泵站在无水情况下空转，损坏泵体。 六、故障报警系统

图15—11 停水断电装置结构原理图 故障报警系统电气系统接线图如图15—12。其工

1—外壳 2—浮漂 3—导向杆 4—微作原理为电动机带动水环真空泵旋转产生负、正压，

动开关 进行吸、排气。由瓦斯超限断电装置和停水断电装置

来控制磁力起动器对环境瓦斯和水源进行监控。当瓦斯超限时甲烷传感器发出报警信号（报警器设在工作人员容易听到和看到的地方）达到断电

式中 ?——瓦斯管壁厚，m；

P0——瓦斯管路中最大表压力，Pa；

D——瓦斯管外径，m；

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(p)——管材许用应力，焊接钢管为60310Pa，无缝钢管为80310Pa。

二、瓦斯管路阻力计算 1．局部阻力计算

瓦斯管路的局部阻力pj可按第四章局部阻力计算式计算，但在实际中亦可按沿程阻力的10％～20％估算。 2．沿程阻力

煤矿瓦斯管路大多数为中、低压管路，其沿程阻力可由下式计算

Q2sL (17—3) hf?105kd式中：hf——沿程阻力，Pa；

3

Q——瓦斯流量，m／h；

L——管路长度，m； d——瓦斯管内径，cm；

s——瓦斯比重，由表13-7查取；

k——系数，由表17-1查取。

表17—1 在0℃及l.013310Pa时不同浓度瓦斯的比重

5

瓦斯浓度，％ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 瓦斯比重 l 0.955 0.9ll 0.866 0.822 0.777 0.733 0.688 0.644 0.599 0.554

表17-2 不同管径的k值

公称管径，mm 15 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 150以上 k值 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50 0.52 0.55 0.57 0.62 0.67 0.70 0.71 三、瓦斯泵选择 1．瓦斯泵必备流量

瓦斯泵必备流量应当能满足服务年限内抽放系统的最大瓦斯抽放量并有余量，可由下式计算

Qb?

?Qkx?Q (17—4)

式中: Qb——瓦斯泵必备流量，m／min；

3

x——瓦斯泵入口最低瓦斯浓度，按“规程”规定x≥30％， ?——瓦斯泵的机械效率，取80％，

kQ——瓦斯抽放综合系数，一般取k=1.2，

?Q——各抽放区在抽放时间内抽出的最大纯瓦斯量之和，m／min。

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2．瓦斯泵必备压力

瓦斯泵必备压力应当能克服从井下钻孔到瓦斯泵之间负压抽吸管段的全部阻力和从瓦斯泵到用户之间正压输气管段的全部阻力，并能满足服务年限内该抽放系统的最大阻力的要求且有一定余量。

负压抽吸管段阻力P抽包括：

(1)最长管路(即最大阻力系统)的沿程摩擦阻力P抽f，和该管段上的所有局部件阻力之和P抽j；

(2)钻场或钻孔口必须的负压P抽z。钻场负压越高，瓦斯抽放量越大。但过高的负压会导致瓦斯浓度降低，管路放水困难，甚至会促使煤的自燃。目前，我国主要矿井钻场负压在高负压抽放时大约在11～82kPa内，中等负压在2～77kPa内，低负压抽放约在2kPa以下。一般当煤层透气性低、钻场和钻孔间距大之抽放的允许时间长，封孔质量好，新区瓦斯浓度高时，负压取大些，反之取小些。 正压输气管段阻力p压包括：

(1)最长管路(即最大阻力系统)的沿程摩擦阻力p压f，和该管段上的所有局部阻力之和p压j (2)瓦斯用户，即管路出口所必须的正压——灶前压力p压c。灶前压力过低易回火，过高易离焰甚至脱火，一般p压c取500～1000Pa，在此范围内热效率在51％以上。

综合上述，瓦斯泵应具备的压力pb为

Pb??P抽＋P压?Kp

?(P抽f?P抽j?P抽z）＋(P压f?P压j?P压cKp (17—5)

式中:Kp——备用系数，取Kp=1.2。

据所计算的Qb、pb从瓦斯泵规格表中选取合适的瓦斯泵。

应当指出，瓦斯泵性能表(或曲线)所列参数是指瓦斯泵在特定进口状态(压力、温度)压送特定介质的性能参数。当瓦斯泵的实际使用条件与特定条件不一致时应进行换算(参阅有关书籍)，然后按换算后的性能参数进行选择。

所选瓦斯泵除满足流量和压力的要求外，还应符合下列条件： (1)必须保证在24小时内连续运转，同时应有同等能力的备用瓦斯泵(包括电动机与电控设备)，并保证一台瓦斯泵因故停运时，另一台能立即投入运转。

(2)瓦斯泵应有两条供电线路，其中一条为专用。电动机及其电气附属设备必须采 用矿用防爆型的。

（3）瓦斯泵本身有高度的气密性，绝不允许有漏气现象。

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例题：某矿历年来总抽出纯瓦斯量稳定在66m／min以下，用户要求瓦斯浓度在45％以上，钻孔负压要求在8000Pa，用户灶前正压要求l000Pa，正压输气管段和负压抽吸管段的阻力变化在16000～l8000Pa之间，试选瓦斯泵。 解：

由于该矿瓦斯抽出量大，且向用户输送，故选离心式鼓风机为宜。 瓦斯泵流量计算：由式17—4)得

??Qb? 瓦斯泵压力计算：由式(17—5)得

66?1.2?220m3/min

0.45?0.8Pb?(18000?8000?1000)?1.2?32400Pa

由计算结果查表17—4，可选用C250-1.35型离心式鼓风机。该机额定流量250m／min，

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额定升压0.35310Pa，完全合乎要求。

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