AQ 1078-2009 煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范

1 范围

      本标准规定了煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置的设计、组件要求、控制、装置施工和验收。

      本标准适用于煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置的设计、施工、验收和运行。

2 规范性引用文件

      下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

      AQ 1074-2009煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件

3 术语和定义

      下列术语和定义适用于本标准。

3.1

      煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置 safety transmission device for low concentration coal mine gas blending with water mist

      在地面，煤矿低浓度瓦斯在管道内与细水雾全程连续混合输送，防止煤矿低浓度瓦斯输送管道产生火源和抑制火焰传播的煤矿低浓度瓦斯安全输送装置，以下简称输送装置。

3.2

      水雾发生器 water mist maker

      在一定水压下，产生细水雾的装置。

3.3

      细水雾 water mist

      雾滴直径小于400 gm且体积和占总水雾雾滴体积的50%以上的水雾。

3.4

      脱水器 dewater device

      在输送装置末端将瓦斯中的游离水分离出来的一种设备。

3.5

      泄压溢流阀 pressure relief & overflow valve

      用于防止煤矿瓦斯输送管道超过设定压力的一种泄压安全装置。

4 装置设计

4.1 装置构成

      输送装置由截止阀、湿式阻火泄爆装置、煤矿瓦斯输送管道阻火器、泄压溢流阀、控制阀门、水雾发 生器、脱水器、循环水泵及管道组成。各组件安装顺序如图1所示，其中虚线框内组件和回水管道9、水 池10、备用水泵11、主水泵12、给水管道13是装置范围内的必要组成件。

图1 煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送工艺流程

4.2 一般规定

4.2.1 输送装置用水水质应为软化水并循环使用，碳酸钙含量应小于150 mg/L,悬浮物少于5 mg/L。

4.2.2 水雾发生器入口处水压宜在0.8MPa〜1.2MPa之间。水泵应按一级负荷要求供电，要设置供 水能力与主水泵相同的备用水泵，并要求在主水泵出现故障时备用水泵能自动投入正常运行。

4.2.3 瓦斯输送管道安装应向下往回水池倾斜，斜度不小于1：0.01。

4.2.4 输送装置瓦斯入口压力应不大于20 kPa,出口压力应不小于3 kPa。输送装置水雾覆盖段管道 压力降应不大于1 kPa/100 m。

4.2.5 瓦斯输送管道上水雾发生器设置间隔应不超过20 m,若瓦斯输送管道长度不足20 m,则应至 少设置一个水雾发生器。

4.2.6 输送装置在寒冷地区使用时，应采取防冻措施°

4.2.7 瓦斯泵站瓦斯出口与湿式阻火泄爆装置之间的管道距离L1应不超过10 m,配套瓦斯发电机组时，脱水器与瓦斯发电机组之间的管道距离L2不超过20 m。

4.3 基本设计参数

      根据抽放瓦斯的浓度、流量及拟建设瓦斯电站与抽放站的测绘距离，并结合抽放瓦斯流量、浓度变 化趋势，计算确定输送装置的输送管道直径和成雾水量。

4.3.1 瓦斯流量计算

      根据煤矿瓦斯泵站瓦斯现有抽采浓度和抽采量，确定瓦斯输送量。

V = K₀V´           ..................(1)

      式中：

      V——工作状态下的瓦斯输送体积流量，单位为立方米每小时（m3/h）；

      V´——煤矿瓦斯抽采体积流量，单位为立方米每小时（m3/h）；

      K₀——调整系数，一般取值0.8〜1.2。

      说明：当抽放瓦斯浓度、流量变大时,K₀取较大值；反之K 取较小值。

4.3.2 瓦斯输送管道直径计算

      根据瓦斯输送量计算瓦斯输送管道直径，以管道内瓦斯流速不超过15 m/s为计算依据 按体积流量计算管径：

      式中：

      d——管道内径，单位为毫米（mm）；

      V —— 工作状态下的瓦斯体积流量，单位为立方米每小时（m³/h）；

      ω——工作状态下的流速，单位为米每秒（m/s）。

      工作状态下的体积流量可由标准状态（0℃,绝对压力101.325 kPa）下的体积流量换算而得：

      式中：

      V₀——标准状态下的瓦斯体积流量，单位为立方米每小时（m³/h）；

      t——瓦斯工作温度，单位为摄氏度（℃ ）；

      P——瓦斯绝对工作压力，单位为兆帕（MPa）。

4.3.3 管道上细水雾发生器安装数量计算

      细水雾发生器安装数量由瓦斯电站与抽放站之间的距离决定。

m = L/20 + 1   ..................(4)

      式中：

      m——细水雾发生器数量；

      L——输送装置水雾覆盖段长度。

4.3.4 成雾水量计算

      成雾水量由瓦斯输送流量和输送距离决定，一般要求在瓦斯输送管道内单位容积水量为12L/（m³•min）〜18 L/（m³•min）。

      a）水雾发生器设计流量：

      式中：

      Q_j——水雾发生器设计流量，单位为升每分钟（L/min）；

      n——水雾喷头的数量；

      q_i—— 水雾喷头的流量，单位为升每分钟（L/min）。

      b）水循环装置水池储水量：

W  ≥ 2 n₀Q_j ..................(6)

      式中：

      W——水池储水量，单位为升（L）；

      n₀—— 水雾发生器数量。

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