XXI. Рекомендации при осуществлении инструментального контроля работы дегазационных станций (дегазационных установок)

270. Измерение расхода отсасываемых метановоздушных смесей на дегазационных скважинах и газопроводах осуществляется согласно пунктам 545 и 589 Инструкции по аэрологической безопасности угольных шахт стационарными или переносными приборами. Места установки стационарных приборов и порядок проведения замеров переносными приборами определяются проектом дегазации согласно пункту 454 Инструкции по аэрологической безопасности угольных шахт.

271. Для выполнения замеров в дегазационном трубопроводе устанавливаются замерные станции согласно пункту 503 Инструкции по аэрологической безопасности угольных шахт. Замерная станция - часть дегазационного трубопровода, оборудованная диафрагмой (рисунок 63) или иным сужающим устройством. На участках, где сужающее устройство не установлено, рекомендуется устанавливать замерную станцию для отбора пробы и контроля концентрации метана в дегазационном трубопроводе через штуцер (рисунок 64). Для замеров метана без применения стационарных или переносных приборов используются U-образный манометр с водяным или ртутным заполнением и интерферометры.

272. Отбор проб газовоздушной смеси из газопровода или обсадной трубы скважины рекомендуется осуществлять через диафрагму или штуцер, показанные на рисунках 63 и 64.

Места установки замерных станций, порядок осуществления контроля за параметрами газовой смеси и передачи информации от установленных приборов в систему АГК определяется проектом дегазации согласно пункту 546 Инструкции по аэрологической безопасности угольных шахт.

Рисунок 63 - Диафрагмы для замера расхода газа:

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

Рисунок 64 - Схема отбора проб газовоздушной смеси:

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

273. Замерные станции рекомендуется располагать на прямом участке газопровода. Рекомендуемая длина прямого участка газопровода до и после сужающего устройства составляет 10 диаметров трубопровода.

Состояние замерных станций рекомендуется проверять при производстве замеров. Аэродинамическое сопротивление рекомендуется определять при проведении вакуумно-газовой съемки в дегазационном трубопроводе.

274. Замерные станции без диафрагмы рекомендуется располагать на прямых участках газопровода в соответствии с рекомендациями, предусмотренными руководством по их эксплуатации.

275. Расход газовоздушной смеси, транспортируемой по дегазационному газопроводу Q, м³/мин, на замерной станции, в качестве сужающего устройства на которой применяется диафрагма, рекомендуется рассчитывать по формуле:

где:

, a₃, - коэффициенты, определяемые по номограммам (рисунки 65, 66 и 67 соответственно);

d₀ - диаметр отверстия диафрагмы, мм;

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

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

Для номограмм, приведенных на рисунках 65, 66 и 67, приняты следующие обозначения:

P'₁ - 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 d₀ = 25 мм и d = 100 мм коэффициент K = 0,65, при d₀ = 50 мм и d = 150 мм K = 2,62, а при d₀= 65 мм и d = 200 мм K = 4,4.

Рисунок 65 - Определение коэффициента при малых (а)

и при больших (б) значениях h_д / 13,6P₁

Рисунок 66 - Определение поправочного коэффициента a₃

С учетом коэффициента диафрагмы зависимость (1) представляется в виде:

Величину рекомендуется определять по формуле:

где:

P₀ - атмосферное давление, мм рт. ст.;

t⁰ - температура газа перед диафрагмой, °C;

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

Рисунок 67 - Зависимость коэффициента расхода от

276. Расход Q, м³/мин, газовоздушной смеси при использовании замерного устройства без диафрагмы рекомендуется определять по формуле:

где:

- измеренная скорость потока газовой смеси, м/с;

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

S_п - площадь сечения замерного устройства, м².

Расход газовоздушной смеси рекомендуется приводить к нормальным условиям:

277. Дебит отсасываемого метана G_М, м³/мин, рекомендуется находить из выражения:

где C_м - концентрация метана в отсасываемой смеси, %.

278. Схема отбора проб газовоздушной смеси для последующего определения в ней концентрации метана показана на рисунке 68.

При отборе проб газа по схемам а и б (рисунок 68) краники или зажимы на вакуумных (полувакуумных) резиновых трубках закрываются одновременно.

Рисунок 68 - Схема отбора проб газовоздушной смеси

из газопровода:

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

279. При автоматизации работы ДС (ДУ) и контроля параметров дегазационных систем рекомендуется обеспечить:

непрерывный контроль содержания метана в помещениях ДС (ДУ);

подачу 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 нагнетательных 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;

автоматическую отсечку 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;

индикацию контролируемых параметров на рабочих местах в помещениях ДС (ДУ), передачу 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.