5.3 管路阻力计算
5.3.1 管路阻力应由摩擦阻力和局部阻力组成。
5.3.2 管路摩擦阻力应根据每段管路管径、流量的不同分段计算,各段摩擦阻力可按下列公式计算:
(5.3.2-1)
T=273+t (5.3.2-2)
T0=273+20 (5.3.2-3)
式中 H——阻力损失(Pa);
L——管路长度(m);
Q0——标准状态下的混合瓦斯流量(m3/h);
d——管路内径(mm);
vo——标准状态下的混合瓦斯运动黏度(㎡/s);
ρ——管道内混合瓦斯密度(kg/m3);
△——管路内壁的当量绝对粗糙度(mm);
Po——标准大气压力(101325Pa);
P——管道内气体的绝对压力(Pa);
T——管路中的气体温度为t时的绝对温度(K);
To——标准状态下的绝对温度(K)
t——管路中的气体温度(°C)。
5.3.3 管路局部阻力可按管路摩擦阻力的10%~20%计算。
5.3.4.在计算管路摩擦阻力时,涉及标准状态下的混合瓦斯运动黏度和混合瓦斯对空气的相对密度等参数的取值,可依据管路中瓦斯的浓度采用加权平均法计算,标准状态下空气的运动黏度为1.5×10-5㎡/s,密度为1. 293kg/m3,标准状态下纯瓦斯的运动黏度为1.87×10-5㎡/s,密度为0.715kg/ m3。
用估算法计算局部阻力时,管路系统长,网络复杂或主管管径较小时,可按上限取值,后之则按下限取值。局部阻力除采用估算法计算外,还可通过下式计算:
(1)
式中:h1——瓦斯管路的局部阻力(Pa);
ξ——局部阻力系数,见表1;
ρ——管道内混合瓦斯密度(kg/ m3)
ν——瓦斯平均流速(m/s)
表1 各种管件的局部阻力系数
管件 | 直通 三通 | 分支 三通 | 对管径相差 一级突然收缩 | 弯头 | 直通阀 | 90°弯头 | 闸阀 | 球阀 |
ξ | 0.30 | 1.50 | 0.35 | 1.10 | 2.00 | 0.30 | 0.50 | 9.00 |
实际计算时,可把各种管件局部阻力折算成相当于一定同径管路长度所产生的阻力,即阻力强度。
一支阀门相当于200D的阻力长度;一支丁形件相当于100D的阻力长度;一支滑阀相当于50D的阻力长度;
一支弯头相当于10D的阻力长度。以上“D”为内径。
5.4管路布置及敷设
5.4.1 抽采管路应具有良好的气密性、足够的机械强度,并应采取防冻、防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电和雷电等措施。
5.4.2 选用金属管材时,在安装前应涂抹防腐蚀剂。防腐蚀材料可采用经过热处理的沥青、油漆和红丹等。
5.4.3 在沿巷道底板敷设管路时,应采用高度0.3m以上的支撑墩,并应保证每节管子下面有两个支撑墩。
5.4.4 在敷设倾斜管路时,应采用管卡将管子固定在巷道支架上。在巷道倾角小于或等于30°时,管卡间距宜采用15~20m;在巷道倾角大于30°时,管卡间距宜采用10~15m。当沿立井敷设管路时,应将管道固定在罐道梁上或专用管架上。
5.4.5 管路宜平直敷设,并宜减少弯头等附属管件,同时宜避免急转弯;管路应保持一定的坡度,其坡度应根据巷道的坡度确定,不宜小于1‰。
5.4.6 当管路敷设在运输巷道内时,应将管路牢固地悬挂或架在专用支架上,在人行道侧管路架设高度不应小于1.8m,管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m。
5.4.7 敷设的管路应能排除管路中的积水。
5.4.8 井下敷设管路,宜采用法兰盘或快速接头连接。法兰盘中间应夹有橡胶垫,且垫的厚度不宜小于5mm。
5.4.9 新敷设的管路应按规定进行漏气检验。
5.4.10 当采用专用管道井敷设管路时,专用管道井的直径应大于管道外形尺寸200mm。
5.4.11 管路不得与动力电缆敷设在巷道的同一侧。
5.4.12 地面管路布置及敷设应符合下列规定。
1 宜避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。
2 不得将管路和其他管线敷设在同一条地沟内。
3 主、干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。
4 管道与地上、地下建(构)筑物及设施的间距,应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187的有关规定。
5 管道不得从地下穿过房屋或其他建(构)筑物,一般情况下也不得穿过其他管网,当必须穿过其他管网时,应按有关规定采取措施。
5.5 管路附属装置及设施
5.5.1 主管、干管、钻场及其他必要地点应装设瓦斯量测定装置。
5.5.2 钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处应设置放水器,管路宜每隔200~300设置一个放水器,最大不应超过500m。
5.5.3 在管路的适当部位设置除渣装置和测压装置。
5.5.4 管路分岔处应设置控制阀门,阀门规格应与安装地点的管径相匹配。
5.5.5 地面主管上的阀门应设置在观察井内,观察井应位于地表以下,并应采用不燃性材料砌成,且不应透水。
5.5.6 干式瓦斯抽采泵吸气侧管路中,应装设具有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。
5.6管路系列规格及技术指标
5.6.1管路系列规格
公称外径mm | 公称压力MMPa |
0.1 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.25 | 1.6 | 2.0 | 2.5 |
最小壁厚mm |
12 | _ | _ | _ | _ | _ | _ | _ | 2.0 |
16 | - | - | - | - | - | - | 2.0 | 2.2 |
20 | - | - | - | - | - | - | 2.2 | 2.7 |
25 | - | - | - | - | 2.0 | 2.3 | 2.8 | 3.4 |
32 | - | - | - | - | 2.3 | 2.9 | 3.6 | 4.3 |
40 | - | - | 2.0 | 2.4 | 2.9 | 3.6 | 4.4 | 5.4 |
50 | - | - | 2.4 | 2.9 | 3.6 | 4.5 | 5.6 | 6.8 |
63 | - | 2.3 | 3.0 | 3.7 | 4.6 | 5.7 | 7.0 | 8.5 |
75 | - | 2.7 | 3.6 | 4.4 | 5.4 | 6.8 | 8.3 | IO.l |
90 | - | 3.2 | 4.3 | 5.3 | 6.5 | 8.2 | 10.0 | 12.2 |
110 | - | 4.0 | 5.3 | 6.5 | 8.0 | 10.0 | 12.2 | 14.9 |
125 | - | 4.5 | 6.0 | 7.4 | 9.0 | 11.4 | 13.9 | 16.9 |
140 | - | 8.2 | 6.7 | 8.2 | 10.1 | 12.7 | 15.6 | 18.9 |
160 | - | 5.8 | 7.7 | 9.4 | 11.6 | 14.5 | 17.8 | 21.6 |
180 | - | 6.5 | 8.6 | 10.6 | 13.0 | 16.4 | 20.0 | 24.3 |
200 | - | 7.2 | 9.5 | 11.8 | 14.5 | 18.2 | 22.2 | 27.0 |
225 | - | 8.1 | 10.7 | 13.2 | 16.3 | 20.4 | 25.0 | 30.4 |
250 | - | 9.0 | 11.9 | 14.7 | 18.1 | 22.7 | 27.8 | 33.8 |
280 | - | 10.1 | 13.3 | 16.5 | 20.3 | 25.4 | 31.1 | 37.8 |
315 | - | 11.3 | 15 . 0 | 18.5 | 22.8 | 28.6 | 35.0 | 42.6 |
355 | - | 12.8 | 16.9 | 20.9 | 25.7 | 32.2 | 39.4 | 48.0 |
400 | 2.0 | 14.4 | 19.0 | 23.5 | 29.0 | 36.4 | 44 4 | 54 0 |
450 | 2.2 | 16.2 | 21.4 | 26.5 | 32.6 | 40.9 | 50.0 | 60.8 |
500 | 2.5 | 18.0 | 23.8 | 29.4 | 36.2 | 45.4 | 55.6 | 67.6 |
560 | 2.8 | 20.2 | 26.7 | 32.9 | 40.6 | 50.9 | 62.2 | 75.5 |
630 | 3.1 | 22.7 | 30.0 | 37.0 | 45.6 | 57.3 | 70.0 | 85.1 |
710 | 3.5 | 25.6 | 33.8 | 41.8 | 51. 4 | 64.5 | 78. 9 | - |
800 | 4.0 | 28.8 | 38.1 | 47.0 | 58.0 | 72.7 | 88.9 | |
900 | 4.5 | 32.4 | 42.9 | 52.9 | 65.2 | 81.8. | - | - |
1000 | 5.0 | 36.0 | 47.6 | 58.8 | 72.5 | - | - | - |
| | | | | | | | | | | | | | | |