《瓦斯抽放设备与管理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《瓦斯抽放设备与管理（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子邮箱:l_,各位学员上午好,中国煤矿安全生产网,安全培训中心www.mkaq.org,瓦斯抽放设备与管理,2009年11月21日2时30分，黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿，三水平二石门后组15层探煤道发生煤与瓦斯突出，引起风流逆向，瓦斯随逆向风流进入二段钢带机机头硐室发生爆炸。事故发生时全矿井下作业人员528人，有420人安全升井，截止到27日16时40分，遇难人员108人。,2010年3月31日19时20分，河南洛阳市伊川县国民煤业有限公司井下发生煤与瓦斯突出事故，同时引起地面副井口爆炸。截至4月11日23时，已造成井下39人死亡，地面5人死亡，26人受伤 。 2010年5月13日，贵
2、州安顺市发生一起重大煤与瓦斯突出事故，造成21人死亡、5人受伤。,讲授主要内容: 一、常用瓦斯泵及故障处理; 二、瓦斯抽放工安全保护装置； 三、瓦斯抽放工安全责任制； 四、瓦斯抽放工日常管理制度； 五、钻孔施工参数与瓦斯抽放参数的管理；,第一节 矿井瓦斯抽放设备与设施 一、瓦斯泵 (一)瓦斯泵的分类,水环式真空泵离心式瓦斯泵回转式瓦斯泵,二、水环式瓦斯泵,1）组成1 外壳； 2 压出口； 3工作叶轮I 4压出管； 5抽吸管； 6抽吸口； 7水环；,2）工作原理： 工作叶轮偏心地装在泵体内，它旋转时，由于离心力的作用，泵内的水沿外壳流动形成水环，该水环也是偏心的，在水环的前半圈，水环的内表面逐渐
3、离开叶轮轮毂，形成逐渐扩展的空腔而由抽吸口吸入瓦斯；在后半圈，水环内表面逐渐靠近轮毂，形成逐渐压缩的空腔，而把压缩的瓦斯经压出口排出。,3)水环式真空泵的优缺点及适用条件 优点：真空度高，结构简单，运转可靠；工作叶轮内有水环，没有爆炸危险。 缺点：流量较小，正压侧压力低，轴磨损，外壳磨损较大。,主要适用于瓦斯抽出量较小、管路较长、需要抽放负压较高、瓦斯浓度变化较大的矿井或区域。 常用的水环式真空泵主要为武汉特种水泵厂和佛山水泵厂生产的2BEl系列水环式真空泵，它的性能规格见表72。,空压机常用的压力单位换算 1MPa（兆帕）=1000kPa(千帕）=1000000Pa（帕斯卡） 1bar（巴）
4、 = 0.1MPa 1atm（标准大气压）=0.1013MPa=1.013bar=760mmHg=10.33mH2O 1kgf/cm2（工程公斤力）=0.981bar=0.0981Mpa 1psi（Lb/in2 ）=0.07031kgf/cm2=0.06893 bar=6.893kpa 1MPa=145psi Psi（lb/in2 ）磅/平方英寸，常用在欧美等英语区国家的产品参数上 通常在空压机行业说的“公斤”是指“bar”,三、回转式(罗茨)瓦斯泵,1）组成 1叶轮； 2压缩中的瓦斯； 3机壳,2）工作原理 图示左侧叶轮作逆时针转动时，右侧叶轮作顺时针转动，瓦斯从上面吸入，随着旋转所形成的压
5、缩工作容积的减小，瓦斯受到压缩，最后从下端出口排出。两个叶轮在转动中，始终保持进气与排气空间处于隔绝状态，以防压出的瓦斯被吸入进气侧,3)回转式瓦斯泵的优缺点及适用条件 优点： 抽放流量不受阻力变化的影响，运行稳定，效率较高，便于维护保养； 在同功率、流量与压力条件下，瓦斯泵价格为离心式瓦斯泵的50左右。,缺点： 检修工艺要求高，叶轮之间以及与机壳之间间隙必须适当。 间隙过小，易摩擦发热；间隙过大，漏气大，效率降低； 运转中噪音大； 压力高时，气体漏损较大，磨损较严重。 适用于流量要求稳定而阻力变化大和负压较高的抽放瓦斯矿井。,四、离心式瓦斯泵,1）组成 1叶轮； 2机壳； 3扩散器,2）工作
6、原理 叶轮的旋转带动瓦斯旋转而产生离心力，从而使瓦斯经入口吸入叶轮，增加了动能与势能的瓦斯经扩散器排出。,3)离心式瓦斯泵的优缺点及适用条件 优点：运转可靠，不易出故障；运行稳定，供气较均匀；磨损小，寿命长；流量高，噪音低。 缺点：价格高、效率低；两台瓦斯泵并联运转性能较差。 适用于瓦斯抽出量大(301200m3min)、管道阻力不高(45kPa)的瓦斯抽放矿井。,五、2BEl系列瓦斯泵常见故障分析与处理 1、运转不正常 原因： 1.底座与基础接触不良，地脚螺丝松动。 2.机组整体振动。 3.接管振动。 4.汽蚀及噪音。 5.叶轮与分配板摩擦 6.皮带松弛，运转声音异常 。,处理方法： 1.可
7、用混凝土或干沙填充底座的空隙。 2.重新对中锁紧。 3.检查连接管是否牢固，支架是否可靠。 4.调节吸入压力，采用较低温的工作液。 5.调整叶轮与分配板的间隙；检查泵轴的轴向窜动量，旋转后轴承的调整螺母，调整两个轴承的位置。 6.拉紧皮带，所有皮带松紧应一致,2、起动困难 原因： 1.较长时间停机，泵内生锈； 2.填料太干、太硬 3.起动水位过高4.皮带过紧 。 处理方法： 1.用手扳动泵转子数次，除锈； 2.松开填料，注入石墨润滑脂或更换填料； 3.检查自动排水阀4.适度松弛皮带。,3、轴功率增大 原因： 1.填料压得过紧； 2.吸入侧吸入固体颗粒； 3.叶轮被脏物卡住； 4.泵内生锈； 5
8、.结垢或淤积； 6.工作液超过规定量； 7.排气压力增高。,3、轴功率增大 处理方法： 1.放松填料压盖，使填料含有水如线流出； 2.定期清洗泵，在吸入管路中增设滤网； 3.拆泵清除污物，返修摩擦面； 4.检查泵体材料与工作介质是否相适应。必要时更换泵体； 5.用盐酸冲洗，必要时拆泵清理，或用软水作工作液； 6.控制水量，按规定量供水； 7.检查排气管路，阀门直径是否过小。,4、气量减少 原因： 1.间隙不合适，泄漏量太大； 2.内部泄漏； 3.分配板、阀板有缺陷； 4.自动排水阀泄漏； 5.填料密封泄漏； 6.吸入侧泄漏； 7.工作水过少或工作水温过高； 8.皮带打滑，转速下降。,4、气量减
9、少 处理方法： 1.检查泵间隙是否太大，必要时车短泵体； 2.拆开泵检查密封面密封材料的稳定性。如已失效，应重新密封； 3.更换分配板、阀板； 4.更换阀球； 5.稍拧紧填料压盖； 6.检查观察孔盖、吸入法兰、进气、进水管路密封； 7.增大供水量，降低工作水温度； 8.拉紧皮带或更换皮带,5、轴承部位发热 原因： 1.电机、减速机、泵安装不对中； 2.轴承安装不当； 3.润滑不良，油脂干涸或太多； 4.轴承被锈蚀，滚道划伤； 5.V型轴封圈与轴承内盖压得过紧。,5、轴承部位发热 处理方法： 1.重新对中； 2.重新调整轴承位置； 3.改善润滑条件； 4.更换轴承； 5.适当调整V型圈的位置，减
10、轻压力 。,第二节 瓦斯抽放安全防护装置 主要作用是确保瓦斯抽放管路的安全、可靠、有效地运行，便于控制、防止和消灭管路中的瓦斯爆炸与燃烧事故的发生和扩大。 主要有放水装置；防爆、防回火装置；控制流量装置；放空和避雷装置等。,(一)放水器 抽放瓦斯管路工作时，不断有水积存在管路的低洼处，为减少阻力保证管路安全有效的工作，应及时排放积水。 在瓦斯抽放管路中每200300m最长不超过500m的低洼处应安设一只放水器。 放水器有两大类：人工放水器与自动放水器。,1、人工放水器 人工放水器的原理如图71所示，管路工作时，放水器的3、4阀门关闭，2阀门开启，管路积水流入位置较低的放水器5内。当放水时，首先
11、关闭阀门2切断负压，打开阀门3、4，放水器内的积水自动流出，水放完后，关闭阀门3、4，打开阀门2。 这种放水器结构简单，工作可靠，但需专人放水，可用于井下主、支管内。,2、自动放水器 负压自动放水器的原理如图72所示。 放水器每个工作循环由积水和放水两个阶段组成。在积水阶段时，浮筒处于最低位置，进水闸口敞开，大气进气口于放水闸门均处于关闭状态，抽放管路的积水通过进水口流入放水器。随着积水增加，水位上升，浮筒便开始上浮。当浮筒上升到固定在托盘上的导向杆顶开通大气的密封球阀时，大气进入放水器，改变了筒内的负压状态，托盘与导向杆被吸起，进水阀口被托盘上的胶垫堵头堵死使放水器与负压管路隔绝而仅与大气相
12、通，积水阶段结束而放水阶段开始。随着积水的放出，水面下降浮筒也随着下降，托盘与导向杆等被拉下，使放水器重新与抽放管路相通，同时进气阀与放水阀关闭，放水阶段结束积水阶段开始。每次放水量的大小，取决于放水器的容积和抽放负压。 负压越高，一次放水量越大。,(二)防爆阻火器 煤矿安全规程规定，干式抽放瓦斯泵吸气侧管路中，必须装设有防回火、防回气、防爆炸作用的安全装置，并定期检查，保持性能良好。防爆阻火器具有良好的“三防性能，它在瓦斯压力为0.17MPa下发生瓦斯爆炸时不传爆。 主要原理：防爆阻火器芯为一条光滑平带和一条斜条波纹的不锈钢带重叠缠绕而成。这两条钢带像螺丝一样，一层叠一层，卷成厚厚的一盘，中
13、间形成众多的小三角形间隙，因为这些间隙(0.7mm)小于甲烷最大不传爆间隙(1.14mm)和甲烷最大熄火直径(2.5mm)，所以能有效地防止甲烷爆炸的传播和阻止甲烷火焰的蔓延。,安装防爆阻火器之前，应确认是否有制造许可证和产品出厂许可证，防爆阻火器的安装部位见图73。这种防爆阻火器没有安装方向的要求，水平安装、垂直安装均可，以靠近瓦斯泵为宜。 当其在抽放管路中遭污染时，可将其拆下，用压风吹净后再用。,(三)抽放瓦斯用抗静电塑料管 抽放瓦斯用抗静电硬质塑料管比钢管轻、耐腐蚀、成本较低，所以使用量逐渐增多，常被用作封孔套管。,(四)抽放瓦斯参数监测仪 连续监测瓦斯抽放管路中的甲烷浓度、流量、负压、
14、泵房内泄露瓦斯浓度、泵机的轴温等参数，由微机完成测量、显示、打印等工作。当任一参数超限时，可发出声光报警信号，并按给定程序停止或启动泵机。 技术参数： 管路内甲烷浓度0100%；管路内瓦斯流量0150m3min；负压0.1MPa；泵房内泄露瓦斯浓度04；泵机轴温最多测点数8点；测量精度0.5 %满量程；警报点误差满量程不大于0.5 %；轴温警报误差不大于2。,(五)放空管 瓦斯泵进、出口侧应设立放空管。 放空管出口至少高出地面10m，而且至少高出20m范围内建筑物3m以上； 放空管必须接地； 放空管周围有高压线或其他易点燃瓦斯因素时，应编制专门的安全措施。,雷电的种类及其危害 雷击有极大的破坏
15、力，其破坏作用是综合的，包括电性质、热性质和机械性质的破坏。根据雷电产生和危害特点的不同，雷电可分为以下四种： （1）直击雷 直击雷是云层与地面凸出物之间放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。巨大的雷电流流入地下，令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压，可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。 （2）球形雷 球形雷是一种球形，发红光或极亮白光的火球。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。,（3）雷电感应 雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。 静电感应是由于雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。在雷云与其他部位放电后，凸出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式，
16、沿突出物极快地传播。 电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。 （4）雷电侵入波 雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘，使高压窜人低压，造成严重的触电事故。,闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。,(六)避雷器 在瓦斯泵房和瓦斯罐附近的较高大的建筑物周围或中心地带应设置避雷器，安设地点见图73。 作用是防止阴雨天气由于雷电引起的电火花而破坏建筑物或点燃放空管瓦斯，防止火灾等事故。,图73矿井瓦斯抽放与利用设施布置示意图 1井下抽放瓦斯区； 2瓦斯钻孔； 3瓦斯钻场； 4钻场分支管； 5抽放区支管； 6抽放区流量计； 7、19、21、23阀门； 8抽放瓦斯主管； 10抽放主管阀门； 9、11、15、29放水器； 12抽放主干管阀门； 13井下抽放主干管； 14、17、27地面防爆阻火器I； 16、25避雷器； 18、22放空管； 20瓦斯泵； 24流量计； 26瓦斯罐； 28地面瓦斯供应干管； 30地面供应住宅区； 31地面瓦斯利用厂； 32井口； 33瓦斯泵房； 34放空管防爆阻火器,
