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摘要：以寺河矿目前实际泵站接力抽采方案及实践为基础，从不同的接力方案得出相关泵站接力抽采可行性建议，并得出在寺河矿井下进行泵站接力抽采完全可行的结论。为将来的泵站接力抽采创造有利的条件。
关键词：高瓦斯矿井；抽放泵站；接力抽采
中图分类号：TD7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2011)0220143－01
1、寺河矿抽采系统简介
寺河矿井隶属于晋城煤业集团，位于山西省沁水县和阳城县境内，工业场地位于沁水河西岸侯月铁路嘉峰车站附近，原设计生产能力4.0Mt/a，目前已竣工投产。为了适应市场经济发展的要求，晋城煤业集团提出将原寺河井田和潘庄井田合并进行联合开发建设，并对原寺河矿井进行改造，将矿井设计生产能力增至10.8Mr/a。
2002年建立寺河矿西风井地面瓦斯抽采泵站，地面瓦斯抽放泵站共安装6台CBF710A型水环式真空泵，设计抽采纯瓦斯能力为400Nm3/min。抽采泵站运行为“四开两备”，全部采用“并联”进行抽采，进入泵站的管路系统有井下三组，即：1000毫米系统、530毫米系统以及720毫米系统，其中1000毫米系统、530毫米系统用于西井区瓦斯抽采，720毫米系统用于东风井泵站接力抽采，抽出的瓦斯全部供地面120MW瓦斯发电厂，进行瓦斯发电利用。
2、“接力抽采”产生背景
1)目前国家有关瓦斯抽采节能减排法规要求，矿井抽采瓦斯应尽可能利用，由于东井区抽采量较大，除满足利用外，仍有一部分需要进行排空，不符合国家节能减排的政策，因此需进行向地面泵站输送；2)亚行发电项目120MW瓦斯发电厂项目在寺河矿立项。需用400m3/min(2，1亿m3/a)井下抽放的纯瓦斯，才能满足120MW瓦斯发电气源。由于西井区抽采难度大，抽采模块工程滞后，西井区瓦斯抽采量为300m3/min，东井区由于抽采区域大，预抽抽采量较高，需要输送100m3/min至地面泵站，即将可实现120MW瓦斯电厂正常发电。因此，建立可行的抽采泵站接力系统，将是一个面临的重点工作。
3、接力抽采泵站方案
3.1东风井井下泵站接力抽采地面抽采泵站。在小东山井下泵站未建成期间，东风井井下泵站担负东井区全部预抽和采空区抽采，预抽瓦斯量为110m3/min，采空区瓦斯量为18m3/min。预抽的瓦斯大部分输送至地面泵站，小部分输送至上庄工业广场利用。
东风井泵站输送方案：1)东风井井下泵站在两个输出端设置两个可靠的调控阀门，用于调控向地面泵站及东风井地面输气量；2)在输气管路上每隔300-500米以及在管路变坡点、低洼处设置放水器，加强输送管路上的放水管理，减小输气管路上积水的影响；3)在东风井泵站向地面泵站输气管路的巷道中，每隔1000米设置瓦斯传感器，用于监控环境瓦斯浓度，实现在线监测；4)建立东风井泵站、地面泵站以及上庄地面加压泵房可靠的电话通讯系统：5)地面泵站、上庄加压泵房有可靠的排空系统，一旦井下管路系统出现问题，不能利用的瓦斯可以实现全部排空；6)地面泵站、东风井泵站、上庄加压泵房均有瓦斯参数在线监测系统，有专人管理，并且每小时记录一次参数。
在输送过程中，也出现过的问题：1)由于输气量调整的不合适，经常造成地面泵站或上庄加压泵房的气柜下降，后经过多次调整，终于控制阀门至最佳状态；2)由于输气管路上放水管理不到位，也造成积水影响输气量；东风井输送到地面泵站的管路，由于输送管路在进风巷道中，因此，每隔1000米加装瓦斯监测监控探头一个，用于实时监控环境瓦斯浓度。3)在接力抽采过程中，由于输送管路过长，在输送管路系统中形成了一个平衡点，造成地面泵站与东风井泵站真空泵参数不断变化，影响真空泵能力的正常有效发挥。
这种输气方案主要是必须加强管理，方案中没有问题，并且在我矿也达到成功应用。
3.2小东山泵站接力东风井泵站，东风井泵站二次接力地面泵站。小东山井下泵站建成后，由小东山井下泵站担负东四盘区预抽和东三、四盘区采空区抽采，井下泵站担负东一盘区预抽和东一、二盘区采空区抽采。小东山泵站预抽系统的瓦斯输送至东风井井下泵站，东风井泵站接力后，一部分输送至上庄工业广场，一部分输送至地面泵站。
输气方案：1)东风井井下泵站在两个输出端设置两个可靠的调控阀门，用于调控向地面泵站及东风井地面输气量；2)在输气管路上每隔300-500米以及在管路变坡点、低洼处设置放水器，加强输送管路上的放水管理，减小输气管路上积水的影响；3)在小东山泵站向东风井泵站输气管路的巷道中，每隔500米设置瓦斯传感器，用于监控环境瓦斯浓度，实现在线监测；4)建立东风井泵站、地面泵站、小东山泵站以及上庄地面加压泵房可靠的电话通讯系统：5)地面泵站、小东山泵站以及上庄加压泵房有可靠的排空系统，一旦井下管路系统出现问题，不能利用的瓦斯可以实现全部排空；6)地面泵站、东风井泵站、上庄加压泵房均有瓦斯参数在线监测系统，有专人管理，并且每小时记录一次参数；7)东风井井下泵站在接力小东山井下泵站的时，有三种方式方案：①东风井井下泵站一台2BE1-705泵对接小东山井下泵站一台CBF710泵；②东风井井下泵站两台2BE1-705泵对接小东山井下泵站一台CBF710泵；③东风井井下泵站两台2BE1-705泵对接小东山井下泵站一台CBF710泵，并且抽采东一盘区一部分预抽。
方案一实施过程中，造成小东山泵站CBF710真空泵正压过大，负压过低，真空泵不能正常运行，影响瓦斯抽采效果，原因为：真空泵输送能力不匹配，CBF710真空泵输气量过大，2BE1－705泵未能全部“吸收”，造成小东山井下泵站产生的正压过大，超过泵体额定正压值，此方案不能够采用；方案二在实施过程中，造成输送系统管路内积水多，流速超标准，CBF710泵水位不稳定，经常缺水，影响真空泵运行。原因为：真空泵接力能力不匹配，2台2BE1-705泵的能力大于一台CBF710泵的能力，造成小东山泵站正压输气端呈现“负压”状态，致使小东山泵站真空泵水被抽出，导致真空泵水位不稳定，不利于抽放泵能力发挥，此方案不能够采用：方案三在实施过程中，输气效果理想，但是由于放水管理未达到理想状态，也出现过输送问题，但是通过管理，输送理想，各个泵站的真空泵运行稳定。原因为：尽管2台2BE1-705泵的能力大于1台CBF710泵的能力，但是由于东风井井下泵站有一部分抽采东一盘区预抽，这样降低了东风井泵站真空泵的负压，不影响小东山泵站的真空泵运行，输气成功，且输气量达到了预想的要求。
在小东山泵站的输气侧，由于输气侧温度高，在敷设PE管材时，经常出现管路变形，弯曲不平，造成管路内积水多，输送正压过大，不利于输送，后改为铁质管路后，管路变形问题解决了。在井下接力抽采时，由于泵站输送侧为正压，因此，一旦管路出现变形或破裂时，造成大量瓦斯涌向采掘空间，不利于井下安全生产，因此，正压侧管路必须安装在总回风巷内，并且每隔一定距离，必须安装瓦斯传感器。
4、接力抽采的可行性建议
1)接力抽采必须为同等型号真空泵的接力，或者是能力大泵接力能力小泵。严禁采用能力小泵接力能力大的泵。2)抽采接力管路系统必须敷设在矿井永久回风巷道，严禁敷设在进风巷道内。3)接力管路系统上必须布置正、负压放水装置。4)接力管路系统每隔一定距离，必须安装瓦斯传感器，随时检测瓦斯泄露。5)真空泵的輸气端，必须采用耐高温型材的管路，严禁使用PE材质的管路。
5、结论
对于高瓦斯矿井，在井下建立接力抽采泵站是可以实现的。
关键词：高瓦斯矿井；抽放泵站；接力抽采
中图分类号：TD7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2011)0220143－01
1、寺河矿抽采系统简介
寺河矿井隶属于晋城煤业集团，位于山西省沁水县和阳城县境内，工业场地位于沁水河西岸侯月铁路嘉峰车站附近，原设计生产能力4.0Mt/a，目前已竣工投产。为了适应市场经济发展的要求，晋城煤业集团提出将原寺河井田和潘庄井田合并进行联合开发建设，并对原寺河矿井进行改造，将矿井设计生产能力增至10.8Mr/a。
2002年建立寺河矿西风井地面瓦斯抽采泵站，地面瓦斯抽放泵站共安装6台CBF710A型水环式真空泵，设计抽采纯瓦斯能力为400Nm3/min。抽采泵站运行为“四开两备”，全部采用“并联”进行抽采，进入泵站的管路系统有井下三组，即：1000毫米系统、530毫米系统以及720毫米系统，其中1000毫米系统、530毫米系统用于西井区瓦斯抽采，720毫米系统用于东风井泵站接力抽采，抽出的瓦斯全部供地面120MW瓦斯发电厂，进行瓦斯发电利用。
2、“接力抽采”产生背景
1)目前国家有关瓦斯抽采节能减排法规要求，矿井抽采瓦斯应尽可能利用，由于东井区抽采量较大，除满足利用外，仍有一部分需要进行排空，不符合国家节能减排的政策，因此需进行向地面泵站输送；2)亚行发电项目120MW瓦斯发电厂项目在寺河矿立项。需用400m3/min(2，1亿m3/a)井下抽放的纯瓦斯，才能满足120MW瓦斯发电气源。由于西井区抽采难度大，抽采模块工程滞后，西井区瓦斯抽采量为300m3/min，东井区由于抽采区域大，预抽抽采量较高，需要输送100m3/min至地面泵站，即将可实现120MW瓦斯电厂正常发电。因此，建立可行的抽采泵站接力系统，将是一个面临的重点工作。
3、接力抽采泵站方案
3.1东风井井下泵站接力抽采地面抽采泵站。在小东山井下泵站未建成期间，东风井井下泵站担负东井区全部预抽和采空区抽采，预抽瓦斯量为110m3/min，采空区瓦斯量为18m3/min。预抽的瓦斯大部分输送至地面泵站，小部分输送至上庄工业广场利用。
东风井泵站输送方案：1)东风井井下泵站在两个输出端设置两个可靠的调控阀门，用于调控向地面泵站及东风井地面输气量；2)在输气管路上每隔300-500米以及在管路变坡点、低洼处设置放水器，加强输送管路上的放水管理，减小输气管路上积水的影响；3)在东风井泵站向地面泵站输气管路的巷道中，每隔1000米设置瓦斯传感器，用于监控环境瓦斯浓度，实现在线监测；4)建立东风井泵站、地面泵站以及上庄地面加压泵房可靠的电话通讯系统：5)地面泵站、上庄加压泵房有可靠的排空系统，一旦井下管路系统出现问题，不能利用的瓦斯可以实现全部排空；6)地面泵站、东风井泵站、上庄加压泵房均有瓦斯参数在线监测系统，有专人管理，并且每小时记录一次参数。
在输送过程中，也出现过的问题：1)由于输气量调整的不合适，经常造成地面泵站或上庄加压泵房的气柜下降，后经过多次调整，终于控制阀门至最佳状态；2)由于输气管路上放水管理不到位，也造成积水影响输气量；东风井输送到地面泵站的管路，由于输送管路在进风巷道中，因此，每隔1000米加装瓦斯监测监控探头一个，用于实时监控环境瓦斯浓度。3)在接力抽采过程中，由于输送管路过长，在输送管路系统中形成了一个平衡点，造成地面泵站与东风井泵站真空泵参数不断变化，影响真空泵能力的正常有效发挥。
这种输气方案主要是必须加强管理，方案中没有问题，并且在我矿也达到成功应用。
3.2小东山泵站接力东风井泵站，东风井泵站二次接力地面泵站。小东山井下泵站建成后，由小东山井下泵站担负东四盘区预抽和东三、四盘区采空区抽采，井下泵站担负东一盘区预抽和东一、二盘区采空区抽采。小东山泵站预抽系统的瓦斯输送至东风井井下泵站，东风井泵站接力后，一部分输送至上庄工业广场，一部分输送至地面泵站。
输气方案：1)东风井井下泵站在两个输出端设置两个可靠的调控阀门，用于调控向地面泵站及东风井地面输气量；2)在输气管路上每隔300-500米以及在管路变坡点、低洼处设置放水器，加强输送管路上的放水管理，减小输气管路上积水的影响；3)在小东山泵站向东风井泵站输气管路的巷道中，每隔500米设置瓦斯传感器，用于监控环境瓦斯浓度，实现在线监测；4)建立东风井泵站、地面泵站、小东山泵站以及上庄地面加压泵房可靠的电话通讯系统：5)地面泵站、小东山泵站以及上庄加压泵房有可靠的排空系统，一旦井下管路系统出现问题，不能利用的瓦斯可以实现全部排空；6)地面泵站、东风井泵站、上庄加压泵房均有瓦斯参数在线监测系统，有专人管理，并且每小时记录一次参数；7)东风井井下泵站在接力小东山井下泵站的时，有三种方式方案：①东风井井下泵站一台2BE1-705泵对接小东山井下泵站一台CBF710泵；②东风井井下泵站两台2BE1-705泵对接小东山井下泵站一台CBF710泵；③东风井井下泵站两台2BE1-705泵对接小东山井下泵站一台CBF710泵，并且抽采东一盘区一部分预抽。
方案一实施过程中，造成小东山泵站CBF710真空泵正压过大，负压过低，真空泵不能正常运行，影响瓦斯抽采效果，原因为：真空泵输送能力不匹配，CBF710真空泵输气量过大，2BE1－705泵未能全部“吸收”，造成小东山井下泵站产生的正压过大，超过泵体额定正压值，此方案不能够采用；方案二在实施过程中，造成输送系统管路内积水多，流速超标准，CBF710泵水位不稳定，经常缺水，影响真空泵运行。原因为：真空泵接力能力不匹配，2台2BE1-705泵的能力大于一台CBF710泵的能力，造成小东山泵站正压输气端呈现“负压”状态，致使小东山泵站真空泵水被抽出，导致真空泵水位不稳定，不利于抽放泵能力发挥，此方案不能够采用：方案三在实施过程中，输气效果理想，但是由于放水管理未达到理想状态，也出现过输送问题，但是通过管理，输送理想，各个泵站的真空泵运行稳定。原因为：尽管2台2BE1-705泵的能力大于1台CBF710泵的能力，但是由于东风井井下泵站有一部分抽采东一盘区预抽，这样降低了东风井泵站真空泵的负压，不影响小东山泵站的真空泵运行，输气成功，且输气量达到了预想的要求。
在小东山泵站的输气侧，由于输气侧温度高，在敷设PE管材时，经常出现管路变形，弯曲不平，造成管路内积水多，输送正压过大，不利于输送，后改为铁质管路后，管路变形问题解决了。在井下接力抽采时，由于泵站输送侧为正压，因此，一旦管路出现变形或破裂时，造成大量瓦斯涌向采掘空间，不利于井下安全生产，因此，正压侧管路必须安装在总回风巷内，并且每隔一定距离，必须安装瓦斯传感器。
4、接力抽采的可行性建议
1)接力抽采必须为同等型号真空泵的接力，或者是能力大泵接力能力小泵。严禁采用能力小泵接力能力大的泵。2)抽采接力管路系统必须敷设在矿井永久回风巷道，严禁敷设在进风巷道内。3)接力管路系统上必须布置正、负压放水装置。4)接力管路系统每隔一定距离，必须安装瓦斯传感器，随时检测瓦斯泄露。5)真空泵的輸气端，必须采用耐高温型材的管路，严禁使用PE材质的管路。
5、结论
对于高瓦斯矿井，在井下建立接力抽采泵站是可以实现的。