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红岭煤矿矿井瓦斯抽放系统设计初步方案
各连接部件的规格如下：
①钻孔抽放管1，为外径42mm、壁厚2.5mm、长度6m的热轧无缝钢管； ②连接胶管2，为内径38mm的夹布吸水胶管，长度根据需要而定； ③取样装置3，由热轧无缝钢管1、紫铜管2和细胶管3组成，其结构如图5-3所示；热轧无缝钢管外径42mm、长度250mm；紫铜管内径4mm，高度30mm；细胶管内径4mm，长度100～150mm。
④控制阀门4，为公称直径40mm的截止阀；
⑤连接短节5，其结构如图5-4所示；当有多个钻孔（抽放钻场内）与抽放管路连接时，可在同一连接短节上设置多个控制阀门。 5.3 抽放泵 5.3.1 抽放泵选型
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适合本矿井的瓦斯泵类型。
（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：矿井利用瓦斯时瓦斯浓度不低于30%，不利用瓦斯而采用干式抽放泵时，瓦斯浓度不低于25%；
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。考虑到低瓦斯浓度时的安全性，对于红岭煤矿，采用水环式真空泵作为瓦斯抽放泵。
各种型式的水环式真空泵的特点如表5-1所示。
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表5-1 各类水环式真空泵的特点
代号 SK 主要特点 极限真空度 mmHg -700 -735 -735 工作真空度 mmHg -300～-650 -300～-700 -300～-700 抽速范围 3m/min 0.15～120 1.5～30 0.45～ 8.33 5～400 密封形式 盘根、 机械密封 盘根、 机械密封 机械密封 国内设计单级水环真空泵，结构简单、维修方便。目前国内主流的低真空 水环式真空泵。 国内设计双级水环真空泵，相当于两台2SK SK水环泵串联使用，比较单级水环泵具有真空度高及高真空下抽速较大的特 点。目前国内主流水环式真空泵。 采用西门子先进技术，机泵同轴，结构 紧凑，效率高，真空度高，性能稳定，32BV 将逐渐替代SK、2SK系列0.4～6m/min 抽速的水环真空泵。 采用西门子先进技术，效率高，真空度2BE1 高，性能稳定，将逐渐替代SK、2SK系 3列6～120m/min抽速的水环真空泵。 -735 -300～-700 盘根、 机械密封 根据表5-1，综合分析，决定采用2BE1型的水环式真空泵。 5.3.2 抽放泵容量计算
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。 5.3.2.1 抽放泵流量计算
根据《煤矿瓦斯抽放工程设计规范》（MT5018-96），在计算抽放泵流量时，瓦斯泵流量可按下式计算：
QP??QzC?h?KC
式中 QP——泵的额定流量，m3/min；
?Qz——服务期内的最大纯瓦斯抽放量，m3/min； C——泵入口处的瓦斯浓度，%； h——泵的机械效率，取h=85%； KC——流量备用系数，取KC=1.1。
根据红岭煤矿抽放规模规划，整个矿井的混合抽放量为71.28m3/min，混合瓦斯浓度26.4%，矿井纯瓦斯抽放流量18.84 m3/min，则地面泵站的瓦斯抽放泵的流量QP=92.24 m3/min。 5.3.2.2 抽放泵压力计算
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根据《煤矿瓦斯抽放工程设计规范》（MT5018-96），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)·K2
＝[(h入摩十h入局十h钻负)十(h出摩十h出局十h出正)]·K2 ＝(h摩十h局十h钻负十h出正)·K2
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。
根据红岭煤矿采区布置和抽放管路系统，以五采区抽放管路系统最长，阻力损失最大，故抽放泵压力计算选择五采区抽放管路系统进行。
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=14059Pa，h
入局
=2812Pa，h
钻负
=13000Pa，h
出摩
=92Pa，h
出局
=19Pa，h
出正
=0Pa。取
K2=1.2，经计算，地面抽放泵压力H=35.98KPa。
表5-2 2BE1 403-0型水环式真空泵性能
气量 m/h 最大轴 转速 功率 r/min kW 330 372 420 472 530 565 98 110 130 160 203 234 电机 功率 kW 132 160 185 200 250 280 最低吸 吸入绝压 吸入绝压 吸入绝压 吸入绝压 泵重 入绝压 60mbar 100mbar 200mbar 400mbar kg mbar 饱和空气 饱和空气 饱和空气 饱和空气 4000 5120 6000 7020 7580 7940 4600 5400 6240 7250 7920 8320 5100 5680 6280 7350 8120 8600 5070 5600 6280 7100 7950 8400 泵外形尺寸 长×宽×高 3mm 333 3300 2170×1370×1265
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经查2BE1系列水环式真空泵性能曲线，决定选择2BE1 403-0型水环式真空泵作为红岭煤矿地面泵站的抽放泵。2BE1 403-0型水环式真空泵性能如表5-2所示。 .
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