阻化泵选型设计

1、设计来源

  肖家洼煤矿

2、矿防灭火设备及特点

煤矿防灭火主要有三种形式：注浆、注氮、阻化剂喷洒。对应这三种形式的设备分别为注浆泵、注氮机、阻化泵。

采用注浆泵进行防灭火时需向采空区预埋管路，并且管路不能回收。另外用注浆防灭火时要防止采空区顶板产生裂缝，同时注浆量大。

采用注氮机进行防灭火时，注氮机本身价格高傲，另外在注氮的同时需时刻检验采面的氧气浓度，防止氮气涌向采面。

采用阻化泵进行防灭火时，需定时定量的喷洒阻化剂。另外阻化泵能满足老塘残煤、冒顶残煤的防灭火喷洒。

综合以上三种设备的防灭火方法和特点，我矿对XX工作面采用阻化泵风灭火。

3、基本参数

 工作面煤层厚度：12m

采面长：250m

残煤率：20%

4、基本设计

   (1)日喷洒量基本计算

    根据MT/T699-1997《煤矿采空区阻化剂汽雾防火技术规范》7.6条之规定喷洒量为：

   V=QADLHS      m³/d

   V——喷洒量  m³/d

   Q——吨煤用液量 m³/t

   A——工作面丢煤率

   D——实体煤容重  t/ m³

   L——工作面长度  m

   H——工作面采高  m

   S——日采煤进度  m

选择复合型阻化剂，吨煤用液量可以选取20～50Kg，此处Q=20 Kg,阻化剂溶液的密度与水接近，约等于水则，Q=0.02m³/t。A=20%，D=1.35 t/ m³，L=250m，H=12m，S=3m。则阻化剂溶液日洒量：V=0.02×0.2×1.35×250×12×3=48.8 m³/d。取V=48 m³/d。

每天喷洒按4次计算，每次喷洒时间为1小时，则阻化泵流量Qv=V/4=12m³/h。

（2）流量损失计算

阻化泵管路长度为350m,管径为，φ25mm。沿程压力损失Pt=λl/d×ρv²/2

管路内的液体流速为v=Qv/πr²=6.8m/s。水的运动粘度ν=1.308×10^-6m²/s,

Re=vd/ν=1.8×10⁵。因为10⁵≤Re<10⁸,所以λ=1.308/(0.842-lgRe)²=1.58×10^-2，

Pt=4.255MPa,.局部阻力按沿程阻力的10%计算，

Pr=Pt×10%=0.4255MPa，P=Pt+Pr=4.6805MPa，△P=15MPa。

效率η=(△P-P)/△P=68.8%,Q=Qv/η=17.44m³/h。

参照厂家的阻化泵技术参数，最低选择型号BZ15/15-G的阻化泵。

5、阻化泵站安装位置

阻化泵站的排液管最大长度为1000m。阻化泵站安放在据工作面100米的综采列车上。管路和乳化液管路路线一致，这样移动起来方便。管路长度为350米。管径为：φ25mm。

阻化泵排液端管路路线：

采区主回风巷的综采列车上→回采工作面端头→上隅角

     →工作面→下隅角

6、阻化剂喷洒方案

工作面开始回采后，在工作面的下隅角设置3个喷枪，上隅角设置一个喷枪。见图1

下隅角的喷枪的位置分别为：1＃枪紧贴下隅角端头处下帮；2＃枪设置在尾溜子与主溜子的交接处；3＃枪设置在下隅角端头支架处；所有喷枪的角度为与巷道成+30°（向工作面方向），与水平面成+15°（向顶板方向）的角度，距底板1.5米高进行设置。

上隅角的喷枪位置：上隅角端头支架处设置一个雾化器。喷枪的角度为与巷道成-30°（向工作面方向），与水平面成+30°的角度，距底板1.5米高进行设置（向顶板方向）。

下隅角的喷枪位置：下隅角端头支架处设置3个雾化器。喷枪的角度与巷道成30°（向工作面方向），与水平面成30°的角度，距底板1.5m高进行设置（向顶板方向）。

7、喷洒时间

当采煤过程中有空当形成时，开始喷洒。即当采煤机割完一刀时，开始移架时，开启泵站开始喷洒，直至放顶煤完成。放顶煤完成后再喷洒半小时。

                          图1雾化器安装位置

8、结语

   矿用阻化泵是抑制煤炭自然发火的主要设备，BZ15/15-G矿用阻化泵，压力范围在0～15Mpa之间。该装备具有功能全、安装方便、体积小、成本低、效率高等特点。矿用阻化泵可根据现场的实际情况，合理地布置矿用阻化泵，从经济、实用、管理等多方面考虑，达到最佳防灭火效果。