237. Расчет газопроводов и выбор вакуум-насосов рекомендуется производить исходя из условия обеспечения дегазационными системами шахт проектных показателей дегазации.

238. Снижение газообильности выработок до допустимого по фактору проветривания уровня и извлечение пригодных для использования газовоздушных смесей обеспечивается расчетными параметрами газопроводов и режимом работы дегазационных систем шахт согласно пункту 457 Инструкции по аэрологической безопасности угольных шахт.

239. Тип и число одновременно работающих вакуум-насосов рекомендуется выбирать по их характеристикам в зависимости от расхода газовоздушной смеси, транспортируемой по дегазационной системе, и разрежения в дегазационном трубопроводе перед вакуум-насосом.

240. При проектировании дегазационного трубопровода рекомендуется учитывать аэродинамические характеристики вакуум-насосов, аэродинамические сопротивления дегазационного трубопровода и установленной на нем арматуры.

241. Для выполнения расчетов дегазационной системы рекомендуется построить расчетную схему дегазационной сети.

Расчетная схема - схема соединений газопроводов с указанием на ней узлов, ветвей дегазационного трубопровода, их длины и диаметра.

Узел - пункт соединения или разветвления дегазационного трубопровода и изменения его диаметра.

Нумерацию узлов рекомендуется производить по направлению движения метановоздушной смеси в дегазационном трубопроводе.

Ветвь - участок газопровода, заключенный между двумя соседними узлами.

Нумерацию ветвей рекомендуется производить по начальному и конечному ее узлам (по направлению движения метановоздушной смеси).

Начальными ветвями сети являются ветви, к которым подключаются дегазационные скважины, конечными - ветви, подводящие к вакуум-насосу,

242. Расчетом дегазационного трубопровода рекомендуется определять следующие параметры ветвей газопровода: дебит смеси, концентрация метана в смеси, депрессия каждой ветви газопровода, депрессия установленной в газопроводе арматуры и проверка действующих или выбор новых вакуум-насосов.

Схему для расчета газопроводов рекомендуется составлять (рисунок 61) с учетом развития горных работ на наиболее трудный период эксплуатации дегазационной системы.

Для ветвей с параллельными газопроводами вместо стандартного диаметра газопровода d_СТ подставляется эквивалентный диаметр d_ЭК, м, определяемый по формуле:

где d_i - внутренний диаметр i-го газопровода, м.

243. Расход метановоздушной смеси Q_С.М, м³/мин, начальных ветвей сети рекомендуется определять по расходу (дебиту) метана из дегазационных скважин и допустимыми подсосами воздуха:

где:

G_Д - дебит метана из скважин, м³/мин;

П_С - допустимые подсосы воздуха в дегазационные скважины, м³/мин;

П_Г - допустимые подсосы воздуха в газопровод, м³/мин.

Рисунок 61 - Схема для расчета газопроводов

244. Величина подсосов воздуха П_Г, м³/мин, в газопровод рассчитывается:

245. Величину подсосов воздуха в подземные дегазационные скважины П_С, м³/мин, рекомендуется определять для каждого способа дегазации в зависимости от допустимых удельных подсосов воздуха в дегазационные скважины П_УД, м³/мин (мм рт. ст.)^1/2, величины разрежения на устьях скважин В_У, мм рт. ст., и числа одновременно работающих скважин n_С:

Допустимые удельные подсосы воздуха в дегазационные скважины рекомендуется принимать по таблице N 25.

246. Подсосы воздуха в вертикальные скважины, пробуренные с поверхности, определяются из выражения:

где l_С - длина скважины, м.

Таблица N 25 - Удельные подсосы воздуха в дегазационные скважины

До начала влияния горных выработок на скважины значения допустимых подсосов воздуха для всех видов скважин принимаются равными 0,005 м³/мин·(мм рт. ст.)^1/2.

247. Расход газовоздушной смеси Q_СМ.j, м³/мин, в конечной точке ветви рекомендуется определять суммой расходов, поступающих в начальную точку ветви газопровода газовоздушной смеси и допустимых подсосов П_Г.j, в ветви:

248. Концентрацию метана c_i, %, в газовоздушной смеси каждой ветви газопровода рекомендуется определять из выражения:

249. Расход газовоздушной смеси в участковом газопроводе выемочного участка , м³/мин, рекомендуется определять с учетом резерва пропускной способности газопровода:

250. Концентрацию метана в газовоздушной смеси участкового газопровода c_УЧ.i, %, на выемочном участке рекомендуется определять по формуле:

где - дебит метана из скважин выемочного участка, м³/мин.

251. Расход газовоздушной смеси в ветвях магистрального газопровода , м³/мин, рекомендуется определять с учетом резерва его пропускной способности:

где n_У - число выемочных участков, из которых газ транспортируется по рассчитываемому магистральному газопроводу.

Концентрацию метана c_МАГ.j, %, в рассчитываемой ветви магистрального газопровода рекомендуется определять по формуле:

252. Потери давления в газопроводе , мм рт. ст., с неизменным диаметром определяются:

где - объемный вес смеси, кг/м³. Рекомендуется определять по формуле:

где:

L_Т - длина газопровода, м;

P - среднее давление в газопроводе, мм рт. ст.;

d - диаметр трубопровода, м;

c - концентрация метана в смеси, %.

253. Перепад давлений на участке газопровода постоянного диаметра, не содержащем врезок, рекомендуется определять по формуле:

254. Депрессия ветви дегазационного газопровода h_тр.i, мм рт. ст., и депрессия дегазационной скважины h_с определяются по формуле:

где:

l_ТР - длина участка газопровода, м;

R_УД - удельная депрессия газопровода, даПа/м.

где:

- коэффициент сопротивления газопровода (таблица N 26);

g - ускорение силы тяжести (g = 9,81 м/с²);

V_СМ - скорость движения смеси, м/с.

255. Проектные величины - расход газовоздушной смеси и концентрация метана для всех ветвей дегазационного трубопровода рекомендуется указывать на расчетной схеме.

256. При депрессии вакуум-насоса более 350 мм рт. ст. рекомендуется произвести изменение параметров дегазационной сети путем увеличения пропускной способности ветвей с максимальной удельной депрессией за счет увеличения диаметра трубопровода этой ветви или увеличения количества трубопроводов.

257. Число одновременно работающих вакуум-насосов и их типоразмер рекомендуется принимать с учетом обеспечения требуемого режима работы дегазационной системы. Для этого точку, характеризующую требуемый режим работы дегазационной установки (Q, h_В.Н), наносят на характеристику вакуум-насосов. Производительность вакуум-насоса Q_В принимается равной расходу газа в ветви газопровода перед вакуум-насосом. Выбирают один или несколько параллельно работающих насосов, характеристика которых лежит выше точки требуемого режима работы дегазационной установки (Q, h_В.Н).

258. Расчет нагнетательной сети дегазационного газопровода сводится к определению диаметра нагнетательного газопровода, избыточного давления в нагнетательной трубе вакуум-насоса с учетом местных сопротивлений газопровода и арматуры.

259. Выбор вакуум-насосов рекомендуется производить по результатам расчетов всасывающей и нагнетательной сети газопровода.

Таблица N 26 - Значение коэффициента сопротивления в зависимости от внутреннего диаметра дегазационного трубопровода и скорости движения газовоздушной смеси

260. Параметры режимов работы вакуум-насосов рекомендуется принимать по данным заводов-изготовителей.

261. Для уточнения аэродинамической характеристики вакуум-насоса рекомендуется определить аэродинамическое сопротивление R_ВН, мм рт. ст. мин²/м⁶, арматуры и газопровода на дегазационной станции:

где:

B_ВТ - разрежение, установленное по типовой аэродинамической характеристике вакуум-насоса и фактическому расходу газовоздушной смеси, мм рт. ст.;

B_ВФ - измеренное на вакуум-насосе (фактическое) разрежение, мм рт. ст.;

Q_ВФ - фактический (измеренный) расход газовоздушной смеси, м³/мин.