一组对比数据
同一个钻场,相邻两排孔,一排下32的筛管,一排下50的,负压表挂在同一趟管路上。有人觉得口径大了肯定多抽,有人觉得不值当多花钱。某矿真做过这样的对比监测,结果50毫米筛管的流量只比32毫米高出30%到40%。
这组数据容易被误读。有人会想:50毫米是32毫米的1.56倍,过流面积是2.4倍,流量怎么只高三四成?这个”不成正比”恰恰是最值得琢磨的地方。
做这类对比最怕条件不齐。两组孔的煤厚、层位、封孔深度哪怕差一点,数据就没有说服力。矿上做对比通常挑同一钻场的相邻孔,施工日期隔不了几天,封孔用同一批料、同一个人操作,计量表也提前校过。条件对不齐就下结论,后面选型多半要返工。
为什么流量不按面积走
孔内气流的阻力不只在筛管本身。气流从煤体解吸、扩散、渗流到钻孔,再经筛管进入管路,整条链上有多处阻力:煤体渗透率、钻孔周围卸压圈、筛管开孔率、筛管与孔壁之间的环空、孔口连接段。
筛管口径只是其中一环。当其它环节的阻力占主导时,把筛管从32加到50,流量提升有限;只有当筛管本身是瓶颈时,加大口径才有明显收益。这就是”木桶效应”在抽采上的表现。
所以看到30%到40%这个数,正确的解读是:在这批钻孔的条件下,筛管口径已经是相对重要的一环,但不是唯一一环。
选型时该看的四个数
第一是钻孔直径。筛管外径与孔径之间要留环空,环空太小下管困难,太大则气流绕行距离长。常见做法是筛管外径比孔径小一档。
第二是开孔率。同样口径,缝宽、孔距不同,过流面积差很多。筛管的缝宽与过流面积怎么算,展开说在煤矿用筛管:缝式过滤管的缝宽、过流面积与防堵。
第三是孔深与倾角。下斜孔积水、上仰孔积渣,都会吃掉有效过流面积,这时候口径大一点更抗堵。
第四是泵站能力。泵的极限负压和流量是固定的,管路与筛管阻力再小,也超不过泵的能力上限。加大口径要跟泵站能力匹配,否则只是把负压损失换了个地方。
什么时候加大口径没用
三种情况。一是煤体渗透率极低,气流根本出不来,孔内再通畅也抽不到气;二是封孔段漏气严重,抽进来的是空气,口径大小不影响浓度;三是孔内已经堵实,加大口径不如先清孔。
判断顺序建议是:先测孔口浓度与负压,浓度低而负压高,多半是封孔漏气;浓度和负压都低,查管路与泵;浓度正常但纯量小,才轮到筛管与孔径。
成本怎么算
口径加大,单米重量增加、接头变贵、下管难度上升。按工作面总孔长折算,材料成本增幅不小。所以这笔账要跟”多抽出的纯量”对比:按当地瓦斯利用或治理成本折算,看多久能收回。
这笔账算不清的时候,保守做法是先在部分钻场试用大一级口径,用计量数据说话,再决定是否全面替换。管材与筛管的配套关系,做法详见瓦斯抽放管、抽采管、筛管、花管、封孔管怎么区分。
开孔率的坑,口径大了,开孔率低照样不顶用
筛管的过流面积不是外径决定的,是开孔面积决定的。同样是50毫米筛管,开孔率15%和25%,有效过流面积差近七成。有些低价筛管外径达标,但缝窄、间距大,实际过流面积并不比小一号的高。
验货时可以算一笔粗账:按开孔率乘以外圆周长乘长度,得到开孔总面积,再与管截面积比较。开孔总面积小于截面积的一半,气流在筛管处就会形成局部阻力。
另外注意缝宽的选择。缝宽太小容易堵,太大挡不住煤粉颗粒。缝宽与煤粉粒径的关系,一般按最小颗粒的1.5到2倍取值,具体要看本矿煤质。
筛管与花管的区别,别混着用
筛管是缝式过滤,管壁开细缝,用来挡煤粉;花管是开孔抽采管,管壁开较大的孔,主要作用是让气流进入并在孔内形成通道。两者在孔内的位置不同:筛管通常下在目标抽采段,花管多用于孔口段或需要大通流的部位。
把花管当筛管用,煤粉会直接进管,堵在低洼段;把筛管当花管用,过流面积不够,抽不动。这两类管子的分工,相关要求写在煤矿用花管:开孔抽采管的开孔形式与开孔率。
一次对比试验的四个记录项
- 筛管外径、壁厚、开孔率、缝宽;
- 钻孔直径、孔深、倾角、封孔段长度;
- 孔口负压、混合流量、甲烷浓度(同一时段);
- 累计抽采天数与期间是否清孔、放水。
四项齐了,两组数据才有可比性。
豫公网安备 41019702003001号