Приложение 21. ИНСТРУКЦИЯ ПО ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

1. Измерение расхода метановоздушных смесей в дегазационных скважинах и газопроводах осуществляется стационарными или переносными приборами. Порядок проведения замеров стационарными и переносными приборами определяется документацией по их эксплуатации.

Замеры расхода метановоздушной смеси в дегазационном трубопроводе выполняются на замерных станциях. Каждая замерная станция оборудуется диафрагмой (рисунок 1) или иным сужающим устройством. Замерные станции для отбора проб и контроля концентрации метана в метановоздушной смеси через штуцер (рисунок 2) сужающими устройствами не оборудуются. Для замеров метана без применения стационарных или переносных приборов используются U-образный манометр с водяным или ртутным заполнением и интерферометры.

Отбор проб газовоздушной смеси из газопровода или обсадной трубы скважины осуществляется через диафрагму или штуцер, показанные на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Диафрагмы для замера расхода газа:

а - нормальная; б - дисковая; , - чистота обработки поверхности диска

Места установки замерных станций, порядок осуществления контроля за параметрами газовой смеси и передачи информации от установленных приборов в систему АГК определяется проектом дегазации.

Рис. 2. Схема отбора проб газовоздушной смеси:

1 - насос ручной; 2 - обратный клапан; 3 - интерферометр; 4 - газопровод; 5 - штуцер для отбора пробы

2. Замерные станции располагаются на прямом участке газопровода. Минимальная длина прямого участка газопровода до и после сужающего устройства должна быть не менее 10 диаметров трубопровода.

Состояние замерных станций проверяется при производстве замеров. Аэродинамическое сопротивление определяется при проведении вакуумно-газовой съемки в дегазационном трубопроводе.

3. Замерные станции без диафрагмы располагаются на прямых участках газопровода в соответствии с рекомендациями, предусмотренными руководством по их эксплуатации.

4. Расход газовоздушной смеси, транспортируемой по дегазационному газопроводу Q (м3/мин.) на замерной станции, в качестве сужающего устройства на которой применяется диафрагма, рассчитывается:

, (1)

где , , - коэффициенты, определяемые по номограммам (рисунки 3, 4 и 5 соответственно);

- диаметр отверстия диафрагмы, мм;

- перепад давлений на диафрагме, мм вод. ст.;

- объемная масса газа в рабочем состоянии при фактической концентрации метана, кг/м3.

На упомянутых выше номограммах приняты следующие обозначения:

- давление газа в газопроводе, то есть разность между атмосферным давлением у места установки диафрагмы и разрежением в газопроводе перед диафрагмой, мм рт. ст.;

- коэффициент расхода, определяемый в зависимости от модуля диафрагмы. Модуль диафрагмы отношение к квадрату внутреннего диаметра трубопровода .

Выражение называется коэффициентом K диафрагмы: при = 25 мм и d = 100 мм коэффициент K = 0,65, при = 50 мм и d = 150 мм K = 2,62, а при = 65 мм и d = 200 мм K = 4,4.

Рис. 3. Определение коэффициента при малых (а)
и при больших (б) значениях

Рис. 4. Определение поправочного коэффициента

С учетом коэффициента диафрагмы зависимость (1) представляется в виде

. (2)

Величина определяется

, (3)

где - атмосферное давление, мм рт. ст.;

- температура газа перед диафрагмой, °C;

- объемная масса газовоздушной смеси при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 293 K.

Рис. 5. Зависимость коэффициента расхода от

, (4)

где - измеренная скорость потока газовой смеси, м/с;

- коэффициент, учитывающий диаметр газопровода (указывается в паспорте прибора);

- площадь сечения замерного устройства, м2.

Расход газовоздушной смеси приводится к нормальным условиям

. (5)

, (6)

где - концентрация метана в отсасываемой смеси, %.

7. Схема отбора проб газовоздушной смеси для последующего определения в ней концентрации метана показана на рисунке 6.

При отборе проб газа по схемам а и б (рисунок 6) краники или зажимы на вакуумных (полувакуумных) резиновых трубках должны закрываться одновременно.

Рис. 6. Схема отбора проб газовоздушной смеси
из газопровода:

а - бюреткой Зегера; б - бутылкой при вакууме; в - бутылкой при давлении выше атмосферного

8. При автоматизации работы ДС (ДУ) и контроля параметров дегазационных систем обеспечиваются:

непрерывный контроль содержания метана в помещениях ДС (ДУ);

подача аварийного сигнала на пульт диспетчера и автоматическое включение вентилятора, проветривающего помещения ДС (ДУ) при превышении допустимого уровня концентрации метана;

непрерывный контроль концентрации метана в отсасываемой газовоздушной смеси и расхода отсасываемого метана;

непрерывный контроль разрежения во всасывающем и давления в нагнетательном газопроводах;

автоматическое отключение работающего вакуум-насоса (вакуум-насосов) с подачей аварийного сигнала на пульт диспетчера при нарушении нормального режима работы;

пропуск газовой смеси под естественным давлением в обход вакуум-насосов при их остановке;

автоматическое включение в работу резервных водяных насосов при остановке работающих водяных насосов или при снижении давления воды в системе водоснабжения ниже установленного паспортом водокольцевого вакуум-насоса;

автоматический отвод газа в нагнетательном газопроводе в атмосферу через отводную трубу при давлении выше установленного проектом;

автоматическая отсечка подачи газа потребителю и отвода его в атмосферу при концентрации метана ниже предусмотренной проектом утилизации, а также при падении давления смеси в нагнетательном газопроводе ниже установленного проектом утилизации;

индикация контролируемых параметров на рабочих местах в помещениях ДС (ДУ), передача данных о контролируемых параметрах работы ДС (ДУ) диспетчеру шахты;

возможность перевода на ручное управление работы вакуум-насосной установки в случае неисправности схемы автоматизации;

контроль параметров газовой смеси (концентрации, разрежения, дебита) в дегазационных газопроводах, в местах установки автоматических приборов контроля.

10. Средства контроля и автоматизации шахтных дегазационных систем должны иметь разрешение на применение в условиях угольных шахт.