0矿井瓦斯抽采泵更换前后抽采效果分析.docx
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0矿井瓦斯抽采泵更换前后抽采效果分析
2130矿井瓦斯抽采泵更换前后抽采效果分析
2130煤矿瓦斯抽放队
2010、1、
2130矿井瓦斯抽采泵更换前后抽采效果分析
一、更换前瓦斯抽采各参数测定值:
更换前2130煤矿使用两台型号为SK-30水环式真空泵,该泵最大抽气量为33.2m3/min,电机功率为55千瓦。
正常工作时抽采参数如下表所示:
2009年SK-30水环式真空泵瓦斯抽采情况统计表:
(表一)
日期
瓦斯抽放浓度
瓦斯抽放量
负压
抽采混合量
抽采纯量
最大
最小
平均
混合量/小时
混合量/分钟
纯量/小时
纯量/
分钟
(kpa)
1月
7.75
6.25
7.00
1534.8
25.58
137.4
2.29
39
2月
8.38
7.3
7.82
1849.1
30.82
144.6
2.41
38.5
3月
6.38
6.75
7.07
1862.4
31.038
143.4
2.39
36.5
4月
6.86
4.08
5.38
1494.4
24.91
80.4
1.34
37.8
5月
9
8.5
8.75
370.28
6.17
32.4
1.35
35.4
6月
8
7.5
7.75
483.1
8.05
37.44
2.31
37
7月
9
8
8.5
936.
15.6
93.6
1.56
36.8
8月
13
12
12.5
762.41
12.7
101.4
1.69
38
9月
18
15
16.75
546.21
9.10
79.2
1.32
37
10月
12
10
11
687.27
11.45
75.6
1.26
36
11月
8.5
8
8.25
821.82
13.70
67.8
1.13
35.5
12月
10
9
9.5
625.26
10.42
59.4
0.99
37.7
平均
9.19
997.78
16.62
87.72
1.66
37.1
采用SK-30水环式真空泵抽采瓦斯期间抽放参数为:
1、平均每小时抽放混合量为997.78m3/h,每分钟抽放混合量为16.62m3/min;
2、平均每小时抽放纯瓦斯量为87.72m3/h,每分钟抽放纯瓦斯量为1.66m3/min;
3、瓦斯抽放浓度全年每月平均为9.19%。
抽放负压全年每月平均为37.1Kpa。
二、更换后瓦斯抽采各参数测定值:
更换后2130煤矿使用两台型号为2BEC-50水环式真空泵,该泵最大抽气量为165m3/min,电机功率为200千瓦。
正常试抽两天后的抽采参数如下表所示:
2BEC-50水环式真空泵试抽两天瓦斯抽采参数统计表:
(表二)
日期
瓦斯抽放浓度
瓦斯抽放量
负压
抽采混合量
抽采纯量
最大
最小
平均
混合量/小时
混合量/分钟
纯量/小时
纯量/
分钟
(kpa)
1月19日中班
9
8.1
8.55
2154
35.9
184.17
3.07
59.9
1月19日夜班
8.6
7.5
8.05
2386
39.77
192.07
3.20
59
1月20日白班
7.4
9.1
8.25
2224.5
37.08
183.52
3.06
52.5
1月20日中班
7.8
8.1
7.95
1881.7
31.36
149.60
2.49
51.5
1月20日夜班
7.3
8
7.65
1957.3
32.62
149.73
2.50
51.2
1月21日白班
8.7
7.8
8.25
1957.6
32.63
161.50
2.69
57.9
1月21日中班
8.7
8.4
8.55
2186.4
36.44
186.94
3.12
60
1月21日夜班
8.6
7.2
7.9
2122
35.37
171.56
2.86
59.1
平均
8.14
2108.69
35.15
172.39
2.87
56.39
采用2BEC-50水环式真空泵试抽两天瓦斯期间抽放量为:
1、平均每小时抽放混合量为2108.69m3/h,每分钟抽放混合量为35.15m3/min;
2、平均每小时抽放纯瓦斯量为172.39m3/h,每分钟抽放纯瓦斯量为2.87m3/min;
3、瓦斯抽放浓度全年每月平均为8.14%。
抽放负压全年每月平均为56.39Kpa。
三、两台泵抽采结果比较:
1、从上述两表比较显示:
SK-30水环式真空泵每分钟抽采量为16.62,占泵额定抽放量的50%(16.62m3/min/33.2m3/min=50%)。
2BEC-50水环式真空泵每分钟抽采量为35.15m3/min,占泵额定抽放量的21.3%(35.15m3/min/165m3/min=21.3%)。
2、2BEC-50水环式真空泵试抽期间,抽大气两天,平均每小时抽放量为2800m3(见后附监测图所示);每分钟为46.67m3;只占泵额定流量的28.3%(46.67m3/min/165m3/min=28.3%)。
更换泵前后,泵实际流量每分钟的抽采量远未达标。
3、抽采泵试抽大气和正常抽放井下瓦斯期间抽放量相比,抽大气量比抽井下瓦斯量只多7%(28.3%-21.3%)。
4、从上述两表比较得出,SK-30水环式真空泵瓦斯抽放浓度平均值为9.19%;2BEC-50水环式真空泵瓦斯抽放浓度平均值为8.14%,抽放浓度降低1.05%。
5、2BEC-50水环式真空泵试抽大气期间,阻力计算结果为:
(1)、摩擦阻力计算如下式:
=9.81×2108.693×50×0.964/0.71×305=121.86Pa
式中
——管路的摩擦阻力损失,Pa;
——管路长度,m;
——瓦斯流量,m3/h;
——瓦斯管内径,cm;
——系数,查表;
——混合瓦斯气体对空气的相对密度,查表。
(2)、局部阻力损失计算:
管路局部阻力损失按直管路磨擦阻力损失的15%计算:
则抽采管路局部阻力损失为:
H局=H摩×0.15=121.86×0.15=18.28Pa
(3)、总阻力损失计算:
H总=H摩+H局=86.52+12.98=140.14Pa
抽大气管路的总阻力为140.14Pa,从计算结果可以看出瓦斯泵抽大气时旁通管吸气口至抽放泵段的管道阻力对管道的流量影响不大。
6、矿井抽放管路阻力计算:
抽放主管路阻力计算:
(1)、摩擦阻力计算如下式:
=9.81×2108.692×1090×0.964/0.71×305=2656.64Pa
式中
——管路的摩擦阻力损失,Pa;
——管路长度,m;
——瓦斯流量,m3/h;
——瓦斯管内径,cm;
——系数,查表;
——混合瓦斯气体对空气的相对密度,查表。
(2)、局部阻力损失计算:
管路局部阻力损失按管路磨擦阻力损失的15%计算:
则抽采管路局部阻力损失为:
H局=H摩×0.15=2656.64×0.15=398.50Pa
(3)、总阻力损失计算:
H总=H摩+H局=2656.64+398.50=3055.13Pa
25221运输巷抽放干管路阻力计算:
(1)、摩擦阻力计算如下式:
=9.81×2002.82×2040×0.964/0.71×18.55=35710.24Pa
式中
——管路的摩擦阻力损失,Pa;
——管路长度,m;
——瓦斯流量,m3/h;
——瓦斯管内径,cm;
——系数,查表;
——混合瓦斯气体对空气的相对密度,查表。
(2)、局部阻力损失计算:
管路局部阻力损失按管路磨擦阻力损失的15%计算:
则抽采管路局部阻力损失为:
H局=H摩×0.15=35710.24×0.15=5356.53Pa
(3)、总阻力损失计算:
H总=H摩+H局=35710.24+5356.53=41066.78Pa
25221回风巷抽放干管路阻力计算:
(1)、摩擦阻力计算如下式:
=9.81×238.82×1900×0.964/0.71×18.55=665.96Pa
式中
——管路的摩擦阻力损失,Pa;
——管路长度,m;
——瓦斯流量,m3/h;
——瓦斯管内径,cm;
——系数,查表;
——混合瓦斯气体对空气的相对密度,查表。
(2)、局部阻力损失计算:
管路局部阻力损失按管路磨擦阻力损失的15%计算:
则抽采管路局部阻力损失为:
H局=H摩×0.15=665.96×0.15=99.89Pa
(3)、总阻力损失计算:
H总=H摩+H局=665.96+99.89=765.85Pa
矿井总阻力:
主抽放管路(6#集中回风巷至地面)+25221运输巷+25221回风=
3055.13Pa+41066.78Pa+765.85Pa=44887.76Pa
表D.1不同管径的系数K0值
统称
管径
15
20
25
32
40
50
70
80
100
125
150
150以上
K0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
局部阻力可用估算法计算,一般取摩擦阻力的10%-20%。
管路系统长,网络复杂或主管管径较小者,可按上限取值,反之则按下限取值。
表D.2在0℃及105Pa气压时的γ值
瓦斯浓度%
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
0.996
0.991
0.987
0.982
0.978
0.973
0.969
0.964
0.960
10
0.955
0.951
0.947
0.942
0.938
0.933
0.929
0.924
0.920
0.915
20
0.911
0.906
0.902
0.898
0.893
0.889
0.884
0.880
0.875
0.871
30
0.866
0.862
0.857
0.853
0.848
0.844
0.840
0.835
0.831
0.826
40
0.822
0.0.817
0.813
0.808
0.804
0.799
0.795
0.791
0.786
0.782
50
0.777
0.773
0.768
0.764
0.759
0.755
0.750
0.746
0.742
0.737
60
0.733
0.728
0.724
0.719
0.715
0.710
0.706
0.701
0.697
0.693
70
0.688
0.684
0.679
0.675
0.670
0.666
0.661
0.657
0.652
0.648
80
0.644
0.639
0.635
0.630
0.626
0.621
0.617
0.612
0.608
0.603
90
0.599
0.595
0.590
0.586
0.581
0.577
0.572
0.568
0.563
0.559
100
0.554
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上式计算结果说明,进行正常抽采井下瓦斯期间,抽放主管路阻力为为3055.13Pa;25221运输巷抽放干管阻力为41066.78Pa;25221回风巷抽放干管阻力为765.85Pa;矿井总阻力为44887.76Pa。
说明正常抽采时管道内阻力对管道的流量影响很大。
四、存在问题:
1、抽采泵流量太低,不能满足抽放的要求。
空载时(抽大气)流量为46.67m3/min,只达到额定值的283%。
带负荷(抽井下时)流量为35.15m3/min,占额定流量的21.3%;(现用的流量计,厂家有疑义,建议更换厂家认可的流量计,如果达不到流量标准的,要求退货)。
2、涡街流量计与现用系统不匹配:
涡街流量计的直径为219mm,与现用的管径为325mm抽放主管不匹配。
现用涡街流量计的最大量程为130m3/min;而使用的抽放系统额定量程为165m3/min(建议更换)。
3、抽放浓度低,比更换前低1.05%。
处理办法:
检查抽放管道放水器,消除管道内积水。
每周进行两次全面抽放管路的检查,并做好记录,消除管路漏气。
检查封孔管联接和封孔质量。
4、目前仍然使用的是32.2m3/min抽放泵老系统冷却水,不能满足新系统的用水要求,温度升高后就必须停泵。
2130煤矿新老瓦斯泵抽放效率对比表:
型号
额定抽气量m3/min
每小时抽气量/每分钟抽气量
占额定值比例
抽放
浓度
(%)
抽放瓦斯量(每分钟
抽放瓦斯量
(每月)
老泵
SK-30
33.2
997.78/16.62
50.3%
9.19
1.66
63158.4
新泵
2BEC-50
165
2108.69/35.15
21.3%
8.14
2.87
124120.8
增减比例(变化情况)
减少1.05%
增加1.21m3/min
(增加72.9%)
增加60962.4m3/月
(增加96.5%)
备注
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