煤矿瓦斯抽放系统是保障煤矿安全生产的重要设施,而管道部分占到整个瓦斯抽放系统的80%以上,由于瓦斯管道输送的是易燃易爆的危险气体,工作环境又在狭小潮湿的井下,所以对管道本身有严格而特殊的要求。
瓦斯抽放管_瓦斯抽放管 -百科名片
根据今年来的统计数据,在各种煤矿事故中,瓦斯爆炸导致的煤矿事故约占煤矿事故总数的47%。为了保障安全生产,煤矿各级单位和部门都十分注重对瓦斯气体的相关研究,目前煤矿生产中最常用的措施是用专门的管路将瓦斯气体抽放出来,以保证矿井作业的安全进行。瓦斯管道是煤矿中用于抽放瓦斯气体的专用管道。瓦斯管道的性能直接影响着煤矿的安全生产。由此可见,瓦斯抽放管道的性能对煤矿的安全生产有着重大的影响。
随着研究的深入和技术的进步,瓦斯抽放管道的材质和性能有了明显的改善,已经从最初的金属材质单一口径发展到非金属材质多口径系列化的管材。本文依据管材在技术的发展过程中出现的时间顺序,对其逐一介绍。 根据时间顺序,对常见瓦斯管道的性能做简要介绍和比较,并对未来瓦斯管道性能做了大致的推测。
瓦斯抽放管_瓦斯抽放管 -瓦斯抽放管进化史
第一代瓦斯抽放管:钢管
(1)钢管 缺陷:钢管笨重,使用不便,易产生火花,易腐蚀,寿命较短。
最初的瓦斯抽放管材选用的是钢质的焊缝钢管或螺旋管。钢质瓦斯管的优点是管材刚度大,生产工艺简单且成熟,但是钢质瓦斯管也有不可 忽视的缺点,即重量大,耐腐蚀性差,安装运输不方便。目前瓦斯抽放管路已逐步淘汰钢质瓦斯管。
第二代瓦斯抽放管:玻璃钢管
(2)玻璃钢管缺陷:玻璃钢管易碎裂,阻燃性能差,已被禁用。
玻璃钢又称作玻璃纤维增强塑料,主要成份为玻璃纤维和不包覆树脂。由玻璃钢材料制成的管道具有重量轻、刚度大、抗腐蚀性好等优点,一度曾取代钢管作为瓦斯抽放管道的主要材质。
由于玻璃钢材质本身的一些材料特性,玻璃钢瓦斯管也存在着一些先天性的缺陷。主要表现为韧性差、脆性大、耐冲击性和耐高温性差。在巷道上下不平或左右弯曲处易产生开裂现象。
第三代瓦斯抽放管:塑料管
(3)塑料管 缺陷:塑料管强度低,易碎裂,易蠕变,阻燃性能差,寿命短。
塑料管分为多种:
PVC实壁管
PVC(聚氯乙烯)管也是煤矿瓦斯抽放管路的选择之一。与钢管及玻璃钢管相比,PVC瓦斯管具有重量轻、韧性好、耐腐蚀性好等优点。
PVC管的主要缺点是抗静电性差,重量大,韧性差,不能盘卷。目前只有很少部分煤矿使用PVC实壁管做为瓦斯抽放管。
PE实壁管
由于PE(聚乙烯)材质的韧性高,PE管道具有抗冲击性好、耐磨、耐腐蚀等优点。
PE管材的主要缺点是抗静电及阻燃性差,刚度小。由于PE材料刚度太小,在大直径管段壁厚处需要加厚,因而造成重量增加,成本升高。以直径1000mm的PE管为例,其市场价高达4000元/m左右。受石油价格的影响,价格波动较大。
PVC空心缠绕管
PVC空心缠绕管是为了改善实壁管重量大、成本高的缺点而专门研制的一种管材。其管壁由实心变成了空心,有效地克服了实壁管重量大的缺点。
在实际使用中,PVC空心缠绕管的缺点主要是抗冲击性差,管道容易断裂,抗静电性能差,阻燃性差,管壁在运输、安装及装卸过程中易受损伤。
第四代瓦斯抽放管:骨架增强塑料管
(4)骨架增强塑料管 缺陷:钢带/钢丝网复合塑料管仍存在强度低、易蠕变等缺陷。
钢管涂塑管是钢塑复合管的一种,是20世纪50年代出现的一种新型管材,我国从20世纪80年代初期才开始钢管涂塑管的研究应用。钢管涂塑管的出现使普通钢管的抗腐蚀性能有了明显的提高。
钢管涂塑管的生产工序及重量均较普通钢管有所增加,因此成本较高,安装运输不方便,推广使用前景不太明朗。
钢丝网复合塑料管较钢管涂塑管的重量有所减轻,但与钢管相比,强度下降,塑料曾易发生蠕变。
第五代瓦斯抽放管:覆层螺旋波纹钢管
第五代瓦斯管道:覆层螺旋波纹钢管 优势:钢塑一体,坚固轻便,抗静电,永不生锈,无火花,烧不燃
覆层螺旋波纹钢管吸取了前几代产品的各种优点,重量比普通钢管轻便,形体结构固定,环刚度、抗负压强度高,内外特殊PE覆层保护内部钢管不生锈,耐腐蚀,抗静电性强,冲撞摩擦无火花,阻燃性能好,是从瓦斯抽采管路源头上杜绝安全事故的新一代瓦斯管。
瓦斯抽放管_瓦斯抽放管 -瓦斯抽放管选取标准
以第五代瓦斯抽放管――覆层螺旋波纹钢管为例
一、抽体加强筋后的螺旋焊接波纹钢管主体
(1)抽加强筋后,经结构力学计算出钢管自身强度可以提高6倍。换言之,在保证安全强度的情况下可以降低5/6的钢材厚度,是节材节能的环保产品:节省了5/6的钢材,也就是降低管道重量5/6,降低管道重量就是大大减轻安装工人劳动强度,安装时无事故隐患。
(2)抽加强筋后的钢管的环刚度(正压强度)是非金属管的7-17倍。由于冷轧钢带不仅强度高而且韧性好,抗击打、碰撞、挤压性能好,哪怕是塌方也不影响管道抽瓦斯;负压强度远超国标,永远抽不扁的管道。
二、高性能、高标准PE覆层
(1)高性能、高标准PE覆层的阻燃性能高于国标10倍,井下发火烧不燃管道。
(2)高性能、高标准PE覆层抗静电指标优于国标1000倍。
(3)高性能、高标准PE覆层与任何器具碰撞、摩擦无火花产生,即无瓦斯爆炸的隐患。
(4)高性能、高标准PE覆层防腐性能强,保证管体20-50年不受腐蚀,即管道使用寿命长,管道一经安装无需防腐。
瓦斯抽放管_瓦斯抽放管 -瓦斯抽放管性能实验
1.阻燃性能实验
2.抗压性能实验