抽采管径怎么定：先用流量反推，再算一遍阻力

会上圈出来的那趟 315

图纸会审，甲方把 315 那趟管圈了个红圈，笔尖点着问：这趟为什么是 315，250 不行吗。做设计的停了两秒，说按经验定的。会议室里没人接话，这个回答在会上过不去。

250 的管比 315 便宜，一米差几十块，一趟大巷几百米，差价够买两台泵。可管径这道题不能只看管价。管子细了，同样的气量挤过去，阻力往上翻，泵站就得多吃电，负压还不够孔口用。两头的钱都得摆到一张纸上。

流量这个数，图纸上写的常常不是真的

泵的铭牌不等于管内流量

算管径之前先得有个流量。图纸上标出来的那个数，十有八九是从泵的铭牌抄的。泵站选型习惯留余量，铭牌写 60 立方米每分钟，实际跑起来五十出头是常事。拿铭牌数直接代进公式，算出来的管径偏大一档，管钱多花，巷道里也多占地方。

还有一种错法是把纯量当混合量填。钻孔台账上记的是纯量，管内走的是混合气，中间差一个浓度。浓度三成的时候，混合量是纯量的三倍多。这一项弄反，管子能细到不够用，泵一开就憋压，孔口负压上不去。

一趟管伺候几个头

采面的埋管、本煤层钻孔、老空插管，几股气最后都要汇到干管上。汇合点上游的支管按各自的量算，汇合点下游按合计量算，分界就放在三通那儿。把合计量代到支管上，等于让一根细管干两根的活。

管径分段不必一样，靠近工作面的细，往井底车场方向逐段加粗，每一次加粗都放在汇合点上，这样每一段的流速都落在合理区间，不会出现前段憋、后段闲。泵站那边的计量点设在哪，跟这个分段是对应的。按流量计位置倒推管段划分，泵站管路计量里有一套现成的做法，可以直接拿来对。

0.1457 这个系数是怎么来的

符号一个个念

D = 0.1457 × √(Q ÷ V)。D 是管子内径，单位米；Q 是管内混合流量，单位立方米每分钟；V 是流速，单位米每秒。

系数不是背下来的。管截面按圆算，面积等于流量除以流速；把每分钟换算成每秒要除以 60；再套圆面积公式 S = πD²/4 反解直径，剩下的常数就是 √(4 ÷ 60π)，开出来 0.14567。所以式子里 Q 的单位必须是立方米每分钟，想换成立方米每秒就得自己改系数，改错了差 60 倍。

流速取 10 还是取 15

规范建议 10 到 15 米每秒，也有资料把下限放到 5。取大，管细、管钱省，阻力大、电费高；取小反过来。井下抽采管路常年连轴转，取 10 附近比较稳；坡度大、弯头密、将来还要并头的巷段，往 8 靠一靠也常见。

这一段没有硬杠杠，看现场。管子走的是大巷还是采区上山，中途要跨几道风门，这些都会改变取值。

55 立方米每分钟算一遍

一个采面的埋管加钻孔，汇到干管上 55 立方米每分钟，流速按 10 米每秒。55 除以 10 得 5.5，开方得 2.345，乘 0.1457，得 0.341 米，也就是 341 毫米。这个数是内径。

市面上没有 341 的管。往上靠，内径 400，外径 426，壁厚十几个毫米那一档。靠的时候一律往上不往下，往下靠等于把余量吃掉了。

靠档要认内径，不是认公称口径。同一档外径配不同壁厚，内径差一截，各口径的内径对照表按规格列好了，抄数时把外径和壁厚两个数一起核一遍。

阻力是五次方，差一档差很远

公式里每一项是什么

H = 9.8 × L × γ × Q² ÷ (K₀ × D⁵)。H 是这一段的摩擦阻力，单位帕；L 是段长，米；γ 是气体对空气的比重，抽采混合气取 0.9 到 1，取 1 偏保守；Q 是流量，这里的单位换成立方米每小时，跟上面那个每分钟不是一套，代进去之前乘 60；D 是内径，单位厘米；K₀ 是跟管径挂钩的系数。

单位最容易错。Q 用每分钟的数直接代，结果小 3600 倍，看着阻力很小，实际根本不是那回事。D 用毫米代，差一个数量级。这个式子在矿上流传几十年，算错的人多半错在单位上。

K₀ 按管径取

Φ150 以上取 0.71，Φ100 取 0.62，Φ50 取 0.52，Φ25 取 0.48。管越细，这个系数越小，分母越小，阻力越大，跟直觉一致。

这是按内壁比较光滑的管子给的。用久了内壁结垢、积尘，实际阻力会高出一截，矿上按新管的 1.2 倍预留。厂家有实测粗糙度的按厂家的数改，没有就照这个取。

315 换 250，差多少

内径从 315 掉到 250，少了大约两成。D 的五次方差三倍出头，同一个流量下，沿程阻力也差三倍出头。这段管要是 800 米，泵站要多掏的负压不是一点点。

管径缩一半是什么概念：D⁵ 缩到三十二分之一，阻力涨三十二倍。这就是为什么改管径不能随手改，图纸上标一个数，后面泵站选型、电机功率、变电所容量都跟着动。

逐段的算法在管路阻力计算里有一张按段累加的表，把每段的长度、内径、流量填进去，沿程和局部一起出来。局部阻力按沿程的 10% 到 20% 估，弯头三通阀门多的巷段取高值。

三步走完，口径才定得下来

第一步 反推内径

把从工作面到泵站的每一段的混合流量列成表，标上汇合点。选流速，套 0.1457 那个式子，一段一段算出需要的内径。表里要留一列写”将来并头”，哪个头明年要加，就在那一段上提前加粗。

第二步 往标准管径上靠

算出来的内径往上靠到标准档。靠完再看备用系数：多打一个头、浓度掉下来要加风量，这些都得留出来。选大一档省的是电费，选小一档省的是管钱，账要一起算，别看一头。

备用的量不必太多，留一到两档就够。留多了流速掉下来，粉尘沉在管底，清理起来费事，雨季还得单独放水。

第三步 回代算阻力

选定内径代回阻力公式，沿程加局部，得出这趟管总共要吃多少负压。拿泵站可用负压去减，剩下的才是孔口能用的那部分。剩下的不够用，钻孔封孔段就抽不出东西，前面算得再漂亮也落不了地。

不够用有三条路：这段加粗一档再代一遍、泵站往井下挪、或者拆成两趟分管走。三条路各花多少钱，跟第一步那张流量表对着看。指标那边要的抽采率，根子上还是流量，抽采达标两张表按涌出量分了档，档位一定，需要的混合量就定了，管径也跟着定下来。

回到会上那个红圈。250 的管代回去，800 米干管的阻力差三倍出头，泵站剩给孔口的那点负压不够用，所以这趟是 315。要是再有人问，把第三步那张阻力表拍给他看。