煤礦瓦斯泵站水系統改造

摘 要:煤礦安全管理關系重大，瓦斯的正確抽排和監測又是重中之重，本文針對煤礦瓦斯抽排過程中出現的瓦斯管中水積存問題進行探討、分析，并就此進行了深入的研究，結合實際，提出了兩種針對性強的處理措施:將兩個汽水分離器串聯，提升分離效果。

關鍵詞:水環真空泵排水系統串聯

中圖分類號:TD82文獻標識碼:A文章編號: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，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。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態存在，戊烷為液體。如遇明火，即可燃燒，發生“瓦斯”爆炸，直接威脅著礦工的生命安全。因此，礦井工作對“瓦斯”十分重視，采取了多種措施進行抽采，以降低礦井瓦斯濃度。

目前煤礦所采用的抽采設備有兩種:

(1)水環真空泵利用高速水流通過一個帶喇叭口的出水管，高速水流產生負壓，抽走氣體，產生真空，優點是真空度高、噪音小、負壓大、流量小、安全性好(工作中充滿介質，不會發生爆炸)范圍0～100%，適用于抽出量小、管路較長和需要抽放負壓較高的礦井;缺點是效率低、工作水量大、設備維護量大。

(2)濕式羅茨真空泵是靠葉輪旋轉將氣體吸入、壓縮并排出，其優點是流量受阻力影響小、效率高，設備維護量小;缺點是工作噪音大，受瓦斯濃度限制，抽采瓦斯濃度不得低于25%。根據兩種泵的特性，水環真空泵被大部分煤礦利用。

2 瓦斯管中水的來源

水環真空泵內裝有帶固定葉片的偏心轉子，將水(液體)拋向定子壁，水(液體)形成與定子同心的液環，液環與轉子葉片一起構成可變容積的一種旋轉變容積真空泵。它利用高速水流通過一個帶喇叭口的出水管，高速水流產生負壓，抽走氣體，產生真空。

循環水在瓦斯泵中主要起兩個作用，一是液封作用，在泵運行過程中，循環水在葉輪外沿形成一道液環，液環在葉輪的葉片之間脈動，吸氣側，液環逐漸遠離葉輪輪彀，氣體通過圓盤上的吸氣口進入泵內;在排氣側，液環又逐漸靠近葉輪輪彀，氣體壓縮并通過圓盤上的排氣口排出。二是冷卻作用，能夠吸收氣體壓縮散發熱量的效果，并對盤根進行冷卻。因為是用水，大量含水的瓦斯進入汽水分離器，并在其中以離心向下傾斜式運動進行汽水分離，分離不徹底的瓦斯由汽水分離器出口排出。

由于水環真空泵的工作介質是水，這樣就帶來了瓦斯在排放時也排出了大量的水。雖然現在市場上銷售的水環真空泵都配套有汽水分離器，但分離效果不太理想，致使瓦斯排放時有大量水積存在瓦斯管中，會增加瓦斯泵的運行負荷，縮短瓦斯管的使用壽命，長期運行下去，還會對安全構成隱患。

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。但這中方法只是權宜之計，且耗費人力，只是一種“頭疼醫頭，腳疼醫腳”的解決方案，不能夠作為系統改造的正式方案大規模推廣。

針對這種情況，在瓦斯抽采泵站系統設計作了局部改造。根據《煤礦瓦斯抽采工程設計規范》的要求，瓦斯抽采泵應設備用泵，備用泵及附屬設施應與抽采泵具有同等能力，泵站管路系統見下圖:(如圖1）

通過管路連接將兩個汽水分離器串聯起來，調節閥門可實現汽水分離器的單個運行及串聯運行兩種狀態。在瓦斯抽采量較少時，控制汽水分離器單個運行，單個運行時和普通的水環真空泵工作系統一樣，對瓦斯氣體進行抽排處理，足以使氣體中的瓦斯含量達到安全排放的范圍，瓦斯泵管路中也不會有大量水的積存。當瓦斯抽采量較大時，可調節閥門使兩個汽水分離器串聯工作。串聯運行時通過兩級分離，分離效果會得到有效的改善，分離后的瓦斯氣體含有少量水，再通過在三防裝置間前的放水器排出。這是一種改造方法。

以上方法是比較簡單、科學、合理、實際的解決方法，在保證瓦斯抽采安全的前提下，減少瓦斯管中的積水。

4 結語

煤礦瓦斯對安全生產具有重大的意義，一定要隨時監控，不可掉以輕心。針對采用水環式真空泵抽采時，選成瓦斯管中積水的問題，應該引起高度重視，總結實際生產經驗，聯系理論，盡早的解決這個暗藏的隱患。煤礦安全生產，責任重大，發現問題一定要及時解決。針對瓦斯管中積水的情況，可以用上述方法進行處理。

參考文獻

[1]煤礦瓦斯抽采工程設計規范.GB50471-2008.

[2]煤礦瓦斯抽放規范.AQ1027-2006

[3]煤礦安全規程.

[4]礦井瓦斯抽放管理規范.