抽放瓦斯的设备主要有钻机、封孔装置、管道、瓦斯泵、安全装置和检测仪表。钻机根据钻孔深度选择,可用专用于打抽放钻孔的钻机(装有排放瓦斯装置),也可以用一般钻机。钻孔打好后,将孔口段直径扩大到100~120mm,插入直径70~80mm的钢管,用水泥砂浆封孔,也可以用胶圈封孔器或聚胺脂封孔。封口深度视孔口附近围岩性质而定,围岩坚固时2~3m,围岩松软时6~7m,甚至10m左右。封孔后,必须在抽放前用弯管、自动放水器、流量计、铠装软管(或抗静电塑料软管)、闸门等将钻孔与抽放管路连接起来,
1、抽放瓦斯的管道
一般用钢管或铸铁管。管道直径是决定抽放投资和抽放效果的重要因素之一。管道直径D(m)应根据预计的抽出量,用下式计算:
D=[(4Qc)/(60πv)]1/2 (9-7-1)
式中; Qc --- 管内气体流量,m3/min;
v ---- 管内气体流速,m/s;
管内瓦斯流速V:5m/s<V<20m/s,一般取V=10~15m/s。这样才能使选择的管径有足够的通过能力和较低的阻力。大多数矿井抽放瓦斯的管道内径为:采区的100mm~150mm,大巷的150mm~300mm,井筒和地面的200mm~400mm。
管道铺设路线选定后,进行管道总阻力的计算,用来选择瓦斯泵。管道阻力计算方法和通风设计时计算矿井总阻力一样,即选择阻力最big的一路管道,分别计算各段的摩擦阻力和局部阻力,累加起来即为整个系统的总阻力。
摩擦阻力hf (Pa)可用下式计算:
hf=(1-0.00446C)LQc2/kD5
式中 L---管道的长度, m;
D---管径 cm;
Qc--管内混合气体(瓦斯与空气)的流量), m3/h
k---系数 见表(9-7-3)
C---混合气体中的瓦斯浓度。
管径cm 3.2 4.0 5.0 7.0 8.0 10.0 12.5 15.0 >15.0
k 0.05 0.051 0.053 0.056 0.058 0.063 0.068 0.0710.072
局部阻力一般不进行个别计算,而是以管道总摩擦阻力的10%~20%作为局部阻力。
管道的总阻力hR-为: