第十章 瓦斯抽采设备及

2.瓦斯抽采管路的选型 选择瓦斯抽采管路是决定抽采投资和抽采效果 的重要因素之一。矿井瓦斯管路直径：在采区工作 面内一般选用200~250mm，大巷的干管选用 250~325mm，井筒和地面选用325~400mm。
3.瓦斯抽采管路的连接 瓦斯抽采管路与钻孔可用高压胶皮软管通过抽 采多通连接，软管的尺寸可根据封孔套管的直径来 选择，煤层钻孔一般选用2.5英寸的，岩石钻孔一般 选用3
缺点：检修工艺要求高，叶轮之间以及叶轮与
工作原理
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。
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。 它适用于瓦斯抽出量大(30~1200m3／min)、管 道阻力不高（4~5kPa）的瓦斯抽放矿井。

（三）抽放瓦斯用 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

瓦斯抽放站参数监测仪可以连续监测瓦斯抽 放管路中的甲烷浓度、流量、负压、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。它的技术参数是：管路内甲烷浓度 0~100％；管路内瓦斯流量0~150m3／min；负 压0~0.1MPa；泵房内泄露瓦斯浓度0~4％；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土0.5％；轴温警报 误差不大于土2℃。







故障 原 因 处理方法 轴承部位发热 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



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，减轻压力
优点：抽放流量不受阻力变化的影响，运行稳
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定，效率较高，便于维护保养，在同功率、流 量与压力条件下，回转瓦斯泵价格为离心式瓦 斯泵的50%左右。 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。 它适用于流量要求稳定而阻力变化大和负 压较高的瓦斯抽放矿井。

为了全面掌握与管理井下瓦斯抽放情况， 需要在总管、支管和各个钻场内安设瓦斯 流量计，目前井下一般采用孔板流量计。 孔板流量计比较单方便，使用时安装在管 道中，用水柱压差计测出孔板前后的压差 和管内瓦斯浓度，即可计算出标准状态下 的混合气体流量。
抽放瓦斯管路中应按要求设置安全装置，其主要作用 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。因此在瓦斯抽放管路中每200~300m 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。
脚，螺丝松动


故障 原因 处理方法 轴功率过大 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.结垢或淤积 6.工作液超过规定量 7.排气压力增高 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

瓦斯泵进、出口侧应设立放空管，当瓦斯 泵因故停抽或瓦斯浓度低于规定时，抽放 管路中的瓦斯可经放空管排到大气中去。 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。

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8—3。其主要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。
1.瓦斯抽采管路的铺设 瓦斯抽采管路由总管、分管及支管等组成，其铺设应根据矿井 的开拓系统、巷道状况、钻场位置、瓦斯流量等因素而定。应 尽量做到： （1）井下抽采管路出气系统设于回风巷道内； （2）必须吊挂平直，离地高度不小于300mm； （3）正式抽采前必须对抽采管路进行试通、试 漏，保证不漏气； （4）管路铺设在有提升运输的巷道内时，管路与矿车最外缘的间 隙必须大于700mm； （5）严禁瓦斯管路与电缆同侧吊挂及接触带电 物体。 （6）管路要每隔一定距离或在高度起伏变化处设置放水三通，以 便管路发生积水或杂物堵塞时采取措施处理。
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。

故障 原因 处理方法

气 量 减 少 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.水过少或水温过高 8.皮带打滑，转速下降 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




故障 原因 处理方法 起动困难 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 1.用手扳动泵转于数次，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




故障原因 处理方法 运 转不正常 1.底座与基础接触不良，地 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 1.可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

1.地面固定瓦斯抽采泵站设施必须符合下列要求： ① 必须使用不燃性材料建筑并有防雷装置。距进风井口和主要建筑物不 得小于50m，并用栅栏和围墙保护。 ② 泵站内和泵站周围20m范围内严禁堆积、存放易燃物及使用明火。 ③ 瓦斯泵及其附属设备至少应有1套备用。 ④ 泵站内电气设备、照明和其他电器仪表都应采用矿用防爆型，否则必 须采取安全措施。 ⑤ 泵站内必须有直通调度室的电话。并安设自动监控系统，能够监控、 监测抽采管道的瓦斯浓度、流量和压力等参数。 ⑥ 干式瓦斯泵的吸气侧管路系统中，必须安装防回火、放回气和防爆炸 的安全装置，定期检查，保持良好。 ⑦ 泵站放空管的出口高度应超过泵站房顶3m以上。 ⑧ 泵站必须专人值班，经常检查运行情况，监测各项参数，并做好记录。 当停止瓦斯泵运转时必须立即向调度室汇报。
主要内容 一瓦斯泵与瓦斯抽采泵站 二抽采管道 三孔板流量计 四安全防护装置

我国煤矿常用的瓦斯泵有3种类型 水环式真空泵


回转式瓦斯泵

离心式瓦斯泵

水环式真空泵

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。
2.井下临时瓦斯抽采泵站的设置应遵守以下规定： ① 应设置在需抽采瓦斯地点附近的新鲜风流中。 ② 所安装地点巷道的高度、长度、宽度等应符合安装要求。附近巷道应 地质构造稳定，支护良好。 ③ 安装时应考虑使用期限，若长期使用应安装同型号备用泵。 ④ 临时泵站抽出的瓦斯可排到地面、总回风巷和分区回风巷。但必须保 证稀释后的瓦斯浓度不超过《煤矿安全规程》的相关规定。 ⑤ 建有地面永久抽采系统的矿井，临时泵站抽出的瓦斯可输送到永久抽 采系统管路内，但必须使矿井的瓦斯浓度符合有关规定。 ⑥ 抽出的瓦斯排入回风巷时，在瓦斯管路出口处必须设置栅栏、悬挂警 戒牌等。栅栏位置应在上风侧距管路出口5m，下风侧30m。 ⑦ 在下风侧栅栏外必须设甲烷断电仪或安全监控系统的甲烷传感器，当 回风流中瓦斯浓度超限时，可报警断电并处理。

原理如图所示，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。
（二）《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。 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。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。
优点：1结构简单，运转可靠；2内有水环， 无爆炸危险；3真空度高。 缺点：1流量较小，正压侧压力低 2轴磨损，外壳磨损较大

适用条件：主要适用于瓦斯抽量较小、管路 较长和需要抽放负压较高的矿井或区域， 特别是瓦斯浓度变化较大，浓度较低的矿 井。
工作原理
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。
4.管路安装及拆卸注意事项 ① 管路要托挂或垫起，吊挂要平直，拐弯处设弯头。 ② 在倾斜和水平巷道中安设管路时，必须先安管托，管托间距不 大于10m，并把接好的管子固定在管托上。 ③ 在通风不良处或瓦斯尾巷中安装管路时，除要有防范措施外， 还应配有瓦检员，在检查瓦斯符合规定后方可工作。 ④ 拆卸管子时，要两人托住管子，一人拧螺丝。 ⑤ 管路过风门、风桥等设施时，管路要从墙的一角打孔通过，用 灰浆堵严。 ⑥ 连接管子时，严禁手指插入法兰盘间隙及螺丝眼，以防挤伤手。 ⑦ 管路铺设时每隔3~4m要有一吊挂点，保持平、直、稳