根据矿井采掘工作面的具体位臵及开拓布臵, 确定将地面永久瓦斯抽放站布臵在距离风井附近且地势平坦, 无地质灾害和洪水影响的地点. 要求瓦斯抽放泵站房50m范围内无主要建筑及民房, 在泵房周围20m设立围墙或栅栏, 并严禁明火. 根据井下开拓巷道和地表设施的具体情况,井下管道布臵最长路线.
1712工作面?1712回风巷 ? +528回风总排 ? 风井 ? 抽放泵房 ? 放空管; 1抽采瓦斯量、抽采泵选型 1.1 抽采瓦斯量预计
回采工作面供风量270m/min，回风瓦斯浓度最大为0.1%，则回采工作面最大绝对瓦斯涌出量为0.27 m/min，回采工作面瓦斯抽采率按50%计算，则回采工作面瓦斯抽采量为0.14 m/min。
1.2 抽采管路选型
瓦斯抽采系统各主、支管的管径应按最大流量分段计算，并参照抽采泵的实际能力及不同地点的抽采需要留有一定的备用量。瓦斯抽采管路直径一般采用下式计算：
?Q?D?0.1457???v?3
3
3
???????????????????????????????????????????????????????????
????????????????????????????????????????? (1)式中：D—瓦斯抽采管路内径，m；
Q—管路内混合瓦斯流量，m/min；各类管路的流量应按
照其使用年限或服务区域内的最大值确定；
3
21
v—瓦斯管中混合瓦斯平均流速，可取v=5～12 m/s，取
12 m/s。
根据瓦斯抽采量预计，按上式计算瓦斯抽采管路的管径，计算结果见表1。
表1 瓦斯抽采管径选择结果
管 瓦斯 混合量 计算 外径壁厚内径路 纯瓦 浓度 (m3/min) 内径 (mm) (mm) (mm) 3名(m斯量(mm) 称 /min) （%） 主0.14 3 4.67 90.9 管 108 2 104.0 1.3 瓦斯管路的材质与连接方式
瓦斯抽采泵房内管路、地面管路和井下抽采瓦斯管路均选用无缝钢管，采用钢质法兰盘螺栓紧固连接，中间夹橡胶密封垫。
1.4 抽采管路阻力计算
瓦斯抽采管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。计算管路阻力应在抽采管路系统敷设线路确定后，按其最长的线路和抽采最困难时期的管路系统进行计算。
⑴ 摩擦阻力计算
H摩2v0d0.25L?Q0P0T??69?10(?192.2)dQ0d5PT05??????????????????????????????
??????????????????????????????? (2) 式中：H摩—管路的摩擦阻力，Pa；
L —管路长度，m；
Q0 —标准状态下的混合瓦斯流量（m
3
/h）；
2
d —管路内径，mm；
v0 —标准状态下的混合瓦斯运动黏度（m
/s）；
?—管路内混合瓦斯密度（kg/m）； ； ? —管路内壁的当量绝对粗糙度（mm）
22
3
； P0 —标准大气压力（101325Pa）； P —管路内气体的绝对压力（Pa）
T —管路中的气体温度为
t时的绝对温度（K）；
； T0 —标准状态下的绝对温度（K）。 t —管路中的气体温度（℃）⑵ 局部阻力计算
根据《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB 50471-2008）的规定，管路局部阻力可按管路摩擦阻力的10%～20%进行计算，本设计中局部阻力按照管路摩擦阻力的20%进行计算。
根据管路阻力计算原则，将以上数据代入公式，通过计算可以得出各段瓦斯抽采管路阻力及瓦斯抽采系统的管路总阻力，计算结果详见表2所示。
表2 瓦斯抽采系统抽采瓦斯管路阻力计算结果
管内混合 摩擦 局部 管路总管路 长度 径 流量 阻力 阻力 阻力 3名称 (m) (mm) （m/h） (Pa) (Pa) (Pa) 主管 500 104.0 1.5瓦斯抽采泵选型
1.5.1 标准状态下抽采系统压力计算
标准状态下抽采系统压力可按下列公式计算：
H??Hr?Hc??K????????????????????????????????????????? (3)
Hr?hrm?hrj?hkHc?hcm?hcj?hz280.0 5311.4 1062.3 6373.7 ????????????????????????????????????????? (4) ?????????????????????????????????????? (5)
式中：H —抽采系统压力，Pa；
Hr—抽采设备入口侧（负压段）管路最大阻力损失，Pa； Hc—抽采设备出口侧（正压段）管路阻力损失，Pa； K —抽采系统压力富余系数，可取K=1.2～1.8，本设计
23
中取1.3；
hrm—入口侧（负压段）管路最大摩擦阻力，Pa； hrj—入口侧（负压段）管路局部阻力，Pa；
hk—井下抽采管口的设计孔口负压，Pa，取8000 Pa； hcm—出口侧（正压段）管路最大摩擦阻力，Pa，经计算，为830.7Pa；
hcj—出口侧（正压段）管路局部阻力，Pa，按摩擦阻力的20%计算，为166.14Pa；
hz—出口侧（正压段）的出口正压，Pa，取5000 Pa； 按以上公式进行计算得出，标准状态下抽采系统压力为18195.9Pa。
1.5.2抽采泵工况压力计算
Pg?Pd?H??????????????????????????????????????????? (6)
式中：Pg—抽采泵工况压力，Pa；
Pd—抽采泵站的大气压力，Pa，取100000 Pa； 其余符号意义同前。
经计算得出，抽采系统工况压力为81804.1Pa。 1.5.3 标准状态下抽采泵流量计算
瓦斯抽采泵流量必须满足抽采泵服务年限之内最大抽采量的需要，可按下式计算：
Qb?100QKX????????????????????????????????? (7)
3
3
式中：Qb—标准状态下抽采泵的计算流量，m/min；
Q—设计瓦斯抽采量（纯量），m/min； X—预计的抽采泵入口处瓦斯浓度，%； K—抽采能力富余系数，取K=2。
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