煤礦瓦斯泵站水系統(tǒng)改造

摘 要:煤礦安全管理關(guān)系重大，瓦斯的正確抽排和監(jiān)測(cè)又是重中之重，本文針對(duì)煤礦瓦斯抽排過(guò)程中出現(xiàn)的瓦斯管中水積存問(wèn)題進(jìn)行探討、分析，并就此進(jìn)行了深入的研究，結(jié)合實(shí)際，提出了兩種針對(duì)性強(qiáng)的處理措施:將兩個(gè)汽水分離器串聯(lián)，提升分離效果。

關(guān)鍵詞:水環(huán)真空泵排水系統(tǒng)串聯(lián)

中圖分類(lèi)號(hào):TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)08(c)-0079-01

1 引言

煤礦瓦斯是指天然氣，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷為液體。如遇明火，即可燃燒，發(fā)生“瓦斯”爆炸，直接威脅著礦工的生命安全。因此，礦井工作對(duì)“瓦斯”十分重視，采取了多種措施進(jìn)行抽采，以降低礦井瓦斯?jié)舛取?/p>

目前煤礦所采用的抽采設(shè)備有兩種:

(1)水環(huán)真空泵利用高速水流通過(guò)一個(gè)帶喇叭口的出水管，高速水流產(chǎn)生負(fù)壓，抽走氣體，產(chǎn)生真空，優(yōu)點(diǎn)是真空度高、噪音小、負(fù)壓大、流量小、安全性好(工作中充滿介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生爆炸)范圍0～100%，適用于抽出量小、管路較長(zhǎng)和需要抽放負(fù)壓較高的礦井;缺點(diǎn)是效率低、工作水量大、設(shè)備維護(hù)量大。

(2)濕式羅茨真空泵是靠葉輪旋轉(zhuǎn)將氣體吸入、壓縮并排出，其優(yōu)點(diǎn)是流量受阻力影響小、效率高，設(shè)備維護(hù)量小;缺點(diǎn)是工作噪音大，受瓦斯?jié)舛认拗疲椴赏咚節(jié)舛炔坏玫陀?5%。根據(jù)兩種泵的特性，水環(huán)真空泵被大部分煤礦利用。

2 瓦斯管中水的來(lái)源

水環(huán)真空泵內(nèi)裝有帶固定葉片的偏心轉(zhuǎn)子，將水(液體)拋向定子壁，水(液體)形成與定子同心的液環(huán)，液環(huán)與轉(zhuǎn)子葉片一起構(gòu)成可變?nèi)莘e的一種旋轉(zhuǎn)變?nèi)莘e真空泵。它利用高速水流通過(guò)一個(gè)帶喇叭口的出水管，高速水流產(chǎn)生負(fù)壓，抽走氣體，產(chǎn)生真空。

循環(huán)水在瓦斯泵中主要起兩個(gè)作用，一是液封作用，在泵運(yùn)行過(guò)程中，循環(huán)水在葉輪外沿形成一道液環(huán)，液環(huán)在葉輪的葉片之間脈動(dòng)，吸氣側(cè)，液環(huán)逐漸遠(yuǎn)離葉輪輪彀，氣體通過(guò)圓盤(pán)上的吸氣口進(jìn)入泵內(nèi);在排氣側(cè)，液環(huán)又逐漸靠近葉輪輪彀，氣體壓縮并通過(guò)圓盤(pán)上的排氣口排出。二是冷卻作用，能夠吸收氣體壓縮散發(fā)熱量的效果，并對(duì)盤(pán)根進(jìn)行冷卻。因?yàn)槭怯盟罅亢耐咚惯M(jìn)入汽水分離器，并在其中以離心向下傾斜式運(yùn)動(dòng)進(jìn)行汽水分離，分離不徹底的瓦斯由汽水分離器出口排出。

由于水環(huán)真空泵的工作介質(zhì)是水，這樣就帶來(lái)了瓦斯在排放時(shí)也排出了大量的水。雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的水環(huán)真空泵都配套有汽水分離器，但分離效果不太理想，致使瓦斯排放時(shí)有大量水積存在瓦斯管中，會(huì)增加瓦斯泵的運(yùn)行負(fù)荷，縮短瓦斯管的使用壽命，長(zhǎng)期運(yùn)行下去，還會(huì)對(duì)安全構(gòu)成隱患。

3 解決方法

如何除去瓦斯管中的水，有這樣一種解決方法:將管道放水器安裝在低洼處及最低處，定期放水。但這中方法只是權(quán)宜之計(jì)，且耗費(fèi)人力，只是一種“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”的解決方案，不能夠作為系統(tǒng)改造的正式方案大規(guī)模推廣。

針對(duì)這種情況，在瓦斯抽采泵站系統(tǒng)設(shè)計(jì)作了局部改造。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，瓦斯抽采泵應(yīng)設(shè)備用泵，備用泵及附屬設(shè)施應(yīng)與抽采泵具有同等能力，泵站管路系統(tǒng)見(jiàn)下圖:(如圖1）

通過(guò)管路連接將兩個(gè)汽水分離器串聯(lián)起來(lái)，調(diào)節(jié)閥門(mén)可實(shí)現(xiàn)汽水分離器的單個(gè)運(yùn)行及串聯(lián)運(yùn)行兩種狀態(tài)。在瓦斯抽采量較少時(shí)，控制汽水分離器單個(gè)運(yùn)行，單個(gè)運(yùn)行時(shí)和普通的水環(huán)真空泵工作系統(tǒng)一樣，對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行抽排處理，足以使氣體中的瓦斯含量達(dá)到安全排放的范圍，瓦斯泵管路中也不會(huì)有大量水的積存。當(dāng)瓦斯抽采量較大時(shí)，可調(diào)節(jié)閥門(mén)使兩個(gè)汽水分離器串聯(lián)工作。串聯(lián)運(yùn)行時(shí)通過(guò)兩級(jí)分離，分離效果會(huì)得到有效的改善，分離后的瓦斯氣體含有少量水，再通過(guò)在三防裝置間前的放水器排出。這是一種改造方法。

以上方法是比較簡(jiǎn)單、科學(xué)、合理、實(shí)際的解決方法，在保證瓦斯抽采安全的前提下，減少瓦斯管中的積水。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦瓦斯對(duì)安全生產(chǎn)具有重大的意義，一定要隨時(shí)監(jiān)控，不可掉以輕心。針對(duì)采用水環(huán)式真空泵抽采時(shí)，選成瓦斯管中積水的問(wèn)題，應(yīng)該引起高度重視，總結(jié)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)系理論，盡早的解決這個(gè)暗藏的隱患。煤礦安全生產(chǎn)，責(zé)任重大，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一定要及時(shí)解決。針對(duì)瓦斯管中積水的情況，可以用上述方法進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)

[1]煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50471-2008.

[2]煤礦瓦斯抽放規(guī)范.AQ1027-2006

[3]煤礦安全規(guī)程.

[4]礦井瓦斯抽放管理規(guī)范.