(2)抽放管道阻力计算。抽放管道阻力计算公式如下:

　　H=9.81×LrQ2/KD5(2)式中　H———沿程阻力,Pa;L———管路长度,取L=2050m;r———混合气体对空气密度比,取r=0.955;Q———管道内气体流量,m3/h;D———瓦斯管内径,cm;K———管径系数,K=0.71。将数据代入式(2)得:H=10123Pa。局部阻力按沿程阻力的15%计算,则总的阻力为:H总=10123×1.15=11641Pa。

　　(3)泵的选型。泵的流量:Q=(Q混/η)×K(3)式中　Q混———混合气体的流量,m3/min;η———泵的机械效率,η=0.8;K———备用系数,K=1.2。将数据代入式(3)得:Q=29.10m3/min。泵所需的压力:H=(H总+H)×K(4)式中　H———抽放口负压,取H=5000Pa;K———备用系数,K=1.2。所以H=(11641+5000)×1.2=19.97kPa。

　　根据上面的计算结果,综合考虑矿上治理瓦斯长远的需要,最后选用了ZWY85/110型水环真空泵,抽气范围为6~85m3/min。泵站技术参数如表1。

　　表1　ZWY85/110型移动式瓦斯抽放泵站技术参数表

　　型号耗水量/L•min-1最大抽气量/m3•min-1极限真空度/kPa外型尺寸/m×m×m

　　ZWY85/11011085-81.03.75×1.4×1.95

　　2.3　瓦斯抽放系统

　　瓦斯抽放泵站设在南二采区的+200m车场,与安装在回风顺槽主管路、采空区埋管形成井下移动式抽放系统,抽出的瓦斯经排气管排到南二采区回风巷。采空区2个埋管间距为40m,即当工作面推进40m时,要打开距工作面最近的抽放口。

　　3　抽放效果分析

　　抽放泵抽放负压-48~-52kPa,流量43.38~53.13m3/min,最大抽放瓦斯浓度为33.63%,平均抽放瓦斯浓度13.05%,如图2所示,平均瓦斯抽放量为5.66m3/min。

　　自2006年2月15日开始进行埋管抽放,该工作面瓦斯平均浓度为0.17%,最大值为0.4%,回风

　　采空区瓦斯抽放浓度与时间的关系曲线巷瓦斯平均浓度0.1%,最大值为0.37%,平均瓦斯涌出量为0.54m3/min,最高瓦斯涌出量为2.0m3/min。抽放后,为稀释采煤工作面上隅角瓦斯安设的2台2.2kW局部通风机停运,上隅角瓦斯平均浓度为0.4%,最高为0.6%。工作面、回风巷及上隅角没有出现过瓦斯超限现象,彻底解决了综采工作面、回风巷及上隅角瓦斯超限问题,保证了综采工作面安全正常生产。

　　4　结　论

　　(1)采用移动式瓦斯抽放系统对综采工作面采空区进行瓦斯抽放,彻底解决了综采工作面、回风巷及上隅角瓦斯超限问题,保证了综采工作面安全正常生产,为矿井高产高效提供可靠的安全保障,同时也为六家煤矿下一步装备综放开采的瓦斯治理提供了宝贵的经验。今后,在瓦斯抽放工艺上,还将针对不同的煤层、不同的工作面采取相应的技术手段,同时对钻孔抽放作进一步尝试,从而使瓦斯抽放技术在我矿的应用日臻完善。

　　(2)所选用的ZWY85/110型水环真空泵,最大抽气量85m3/min,是目前国内最大的移动抽放泵。通过试验应用,发现该装备具有功能全、体积小、成本低、效率高、安装方便等特点。且可根据现场的实际情况,设计不同的抽放工艺,合理地布置抽放泵,从经济、实用、管理等多方面考虑,可达到最佳抽放效果。具体特点还体现在以下几个方面:①适用于采空区抽放、隅角抽放、邻近层及本煤层抽放;②适于矿井的高效率水环式真空泵提高了瓦斯抽放效率;③配备了气体流量检测装置,对流量可进行实时检测;④环境瓦斯检测超限报警断电装置保证泵站安全工作;⑤管路过滤除渣装置,确保泵体不受损坏;⑥衡水位汽水分离器保证汽水充分分离;⑦断水保护装置确保设备稳定运行;⑧在泵和电机的匹配上采用优化设计,在相同抽放量情况下,可节能30%,单台设备年节约电费数十万元(ZWY85/110型泵站);⑨特殊的结构设计可避免因水环泵的卡死而烧毁电机。