一句 45%,先问三层
调度会上汇报,说到上个月抽采情况,念了一句”抽采率 45%”。矿长把笔放下,问是矿井的还是工作面的。汇报的人愣了一下,说是工作面的。矿长又问,那矿井的数是多少。会场安静了几秒,翻本子的声音都听得见。
45% 这个数本身没错,错在没说清对象。矿井口径和工作面口径在同一本规范里是两个不同的分母,工作面 45% 对应的是涌出量二十立方米每分钟那一档,矿井 45% 对应的是涌出量八十那一档。两个 45% 放在一起比,比出来的结论是假的。
这一类说岔的地方,在抽采口不止一处。下面几组词,说的是不同的事,读起来却很像。
三个率,分母各不相同
抽采率
抽采率的分母是抽出来的加风排走的。式子是抽采量除以抽采量与风排量之和,再乘百分之百。这个数回答的问题是:这一段时间里,煤层涌出的瓦斯,有多少被管子抽走了、有多少被风带走了。
矿井和工作面要分开算,规范里给的是两张表,档位对不上。算月度平均,不是日均值再平均一次。抽采量和风排量都要折成纯量,混合量不能直接进分子分母。
这一项不能拿单次测定的瞬时值凑。瞬时值受检修、倒泵、钻孔接续影响,波动很大,月度考核用的是月平均。有些矿把某一天的好数写进月报,检查时一对台账就露馅。
利用率
利用率的分母是抽采量,分子是实际用掉的量,也就是进了发电机组、锅炉、民用管网的量。抽出来放空烧掉的不算利用。
分母比抽采率窄,所以同一个矿的利用率通常低于抽采率。浓度低的抽采气进不了机组,只能排空,这部分拉低利用率,但不影响抽采率。
分子分母都得折纯。有的报表用混合量算利用率,浓度一波动,利用率跟着乱跳,看着像设备出问题,其实是口径错了。
抽出率
这个词在规范里没有统一定义,现场用法不一。多数情况指的是某个钻孔、某个工作面在抽采期内抽出的瓦斯量,占该范围内煤层原始瓦斯储量的比例,用来评价预抽效果,看的是”煤里的气被抽掉了多少”。
跟抽采率比,抽出率盯的是煤层,抽采率盯的是涌出。两个数的分母不一样,储量对涌出量,量级差着好几倍,不能互相替代。写措施、写材料的时候,用到这个词最好把分母写出来,避免各说各话。
混合量和纯量
表上读出来的是混合量
流量计、孔板、水柱计,测到的都是管子里流过去的那股混合气,甲烷、空气、水汽混在一起。这个数叫混合量。
混合量的大小跟浓度无关。同样一趟管、同样的负压,浓度从 30% 掉到 15%,混合量可能一点不变,因为流过去的气体总体积没变,只是里面甲烷少了一半。
纯量是乘出来的
纯量等于混合量乘浓度。浓度按体积百分比取,30% 就乘 0.3。
达标考核、月度汇总、发电量折算,用的都是纯量。混合量只能说明管路通不通、泵抽得动不动,回答不了”抽走了多少瓦斯”这个问题。
折纯的时候有两个坑。头一个是拿工况混合量直接乘浓度,没先换算成标况,报上去的数在负压大的测点会偏大三成。第二个是拿平均浓度乘总混合量,各测点浓度差别大时,这样算出来的纯量偏差能到一成以上。正确的做法是逐点折纯再加总。
负压、绝压、真空度
同一个测点,三个数说的是一件事的三个侧面。
负压是表压,指管内压力比当地大气压低多少,读数带负号,比如 −28 千帕。绝压是管内真实压力,等于当地大气压减负压,比如 94 减 28 得 66 千帕。真空度是个比例,负压除以当地大气压,28 除以 94 得 30%。
凡是跟气体状态有关的计算,用的都是绝压。凡是泵的选型和性能曲线,看的是真空度。凡是在现场拧表、读表、报数,说的是负压。三个数混着用,最常见的后果是把绝压当负压填进报表,或者把负压当绝压代进公式,后者算出来的流量只有真实的四分之一。
还有一个相关的词:孔口负压。指的是钻孔孔口处的负压,不是泵站的。这两个数经常被混着说,孔口负压在 10 到 20 千帕是常见水平,泵站能到 30 以上,中间差的全是管路损失。汇报时说”负压 30″,不说是哪一处的,等于没说。
封孔、封闭、密闭,还有几对常混的
封孔只对钻孔
封孔是钻孔打完之后,把孔口这一段跟孔壁之间的环形空间堵死,不让空气从孔口吸进去。手段是注浆、下囊袋、塞封孔剂。评价指标是漏气量和孔口负压。
封孔质量直接决定单孔浓度。孔封不好,抽出来的气一路被稀释,浓度上不去,管路抽得再狠也没用。
封闭多指巷道
封闭一般指对盲巷、废弃巷道、联络巷做隔断,把里面的有害气体圈起来。做法是砌墙、喷浆、注浆充填,做完之后挂栅栏、设警标、定期测气。
密闭是那道墙,也是那个动作
密闭墙是实体,一般指采空区、废弃区、老空区的隔断墙。对墙的要求是厚度、掏槽深度、抹面厚度三项,压力大的地方墙要加厚,两道墙之间填黄土。
封闭和密闭这两个词在很多矿是混着用的,有的把临时隔断叫封闭、永久隔断叫密闭,有的反过来。写措施的时候把做法写清楚,比纠结用哪个词有用。但有一点不能混:封孔、封闭、密闭对应的是三个不同的验收标准,一个查漏气量,一个查墙体质量,一个查墙体和气体浓度,混着写验收表就会漏项。
本煤层、邻近层、采空区。本煤层抽采是在开采煤层里打孔,抽的是自己的气;邻近层抽采是在顶底板岩层里打孔,抽的是上下煤层卸压后跑出来的气;采空区抽采抽的是已经采空那片区域里积聚的气。三者的钻孔布置、负压取值、浓度水平都不一样。本煤层孔口负压可以到 15 千帕以上,采空区埋管一般只有 3 到 5 千帕,拿本煤层的负压标准去考核采空区,永远不达标。
含量、压力、浓度。含量是每吨煤里含多少立方米瓦斯,单位立方米每吨,测的是煤;压力是煤层孔隙里气体的压强,单位兆帕,测的是煤层状态;浓度是气流里甲烷占多少,单位百分比,测的是气体本身。三者之间有换算关系,但不能互相替代。说”这个面瓦斯高”的时候,最好讲清是含量高还是涌出大。
顺层和穿层。顺层钻孔沿着煤层层面打,孔在煤里走,成孔率高不高看煤的软硬;穿层钻孔从岩巷往上或往下穿进煤层,孔在岩里走一段再进煤,钻进稳、封孔质量好,但工程量大。两种孔的封孔深度、注浆量、抽采时间都不一样,台账上要分开记。
高位钻孔、埋管、插管。高位钻孔打到顶板裂隙带,抽的是卸压解吸的气;埋管是随工作面推进往采空区里接的管子,抽的是采空区里的气;插管是在老空、盲巷里插一根管子进去抽。三个都在采空区一侧,位置、时机、浓度衰减规律各不相同。
说法对照表
把上面那些容易说岔的地方收在一张表里,汇报前扫一眼,能省掉不少解释。
| 容易说岔的说法 | 该怎么说 | 差在哪 |
|---|---|---|
| 抽放 | 抽采 | 老行业标准用”抽放”,现行国标与规程用”抽采”,同一件事 |
| 抽采率 45% | 工作面抽采率 45%/矿井抽采率 45% | 两个分母,两张档位表,不能互换 |
| 抽采量 50 立方米 | 混合量 50、浓度 23%、纯量 11.5 | 不写浓度和口径的抽采量无法核对 |
| 利用率=抽采率 | 利用率低于抽采率 | 分母是抽采量,放空部分不计入利用 |
| 负压 30 千帕 | 孔口负压/泵站负压 | 中间隔着整条管路的损失 |
| 负压当绝压用 | 绝压=当地大气压-负压 | 算流量、算密度必须用绝压 |
| 封孔、封闭、密闭混用 | 封孔对钻孔、封闭对巷道、密闭对采空区 | 三套验收标准,混用会漏项 |
| 瓦斯含量高 | 含量高/压力大/涌出量大 | 单位分别是立方米每吨、兆帕、立方米每分钟 |
表里第二列是写材料时的标准说法,第三列是解释用的理由。三个率怎么算、档位怎么对,见抽采率、利用率、浓度那篇;采空区埋管为什么只有 3 到 5 千帕,见采空区埋管那篇;上行孔和下行孔为什么要反着接,见封孔接管那篇。
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