3 水】量、水?。压,、水质
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【3.1 《 水 量
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3.1》.1 《煤矿:井下消防、洒水【系,统的最?大设计日用水量决定!供水水源、水处理】设施及输水工程的】设计规?模是设计中非常重要!的参数为安全起见】平时应?保证按?标准计算的井下洒水!日用水量火灾时情况!复杂洒水用水量不】能打:折,扣在保证最大的洒】水用水量《之外还需增加消【防用水消防》用,。水,按规定存《储在水池中水池以】前的供水系统—最大能力不需要【考虑这部分》水但水池《储备水应及时得【到补充这个能力是需!要考虑的本条是强制!性条文必《须严格执行
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3.【1.2 本条各】款的说明分述—于下
! 1 煤炭】工,业矿:井设计规范GB 5!0215-94第1!。9.4.7条—规,定“井下消防—用水量可为5L/】s,每个消火栓的计【算流量?可为2.5L/【s当有其他消防用】水设备时应计入相】。应的用水量”—。
】 , ,煤,炭工业矿井设计规】范GB 《5,021?5-2?005改为》;“井?。下消火栓《用水量应《为5L/s~10L!/s其消火》栓用水量大》小应根?据矿:。。井生产能力与井【下火灾危险程—度确定”现行国家标!准煤炭工业矿井设】计规范?GB 5021【5-2?01:。5的规定基本—与2005年—。版相同由于最近【一二十年出现了【许多规模很大的矿】井在以往规定—。指标的?基础上适当》提高是合理的
】
— :除了消火栓用—水之外?按煤矿安全规程规】定和国内、外实【践井:下还可能《要,采用水?喷雾隔火装》置、胶带输送机自】动灭火等固定—。灭,火装置故《井下:消防用?水总量在消》火栓用水之外还【有其他用水
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? 美国国家】消防协会NFP【。A 123标准【规定“矿井供—。水系统必须能够供】给24h的》。软管水流所需水【量,和2h喷《嘴用水量《。两者中的大者—。”并不要求》这两项的《叠加但根据该标准条!。文中各种内容—的,分量可知在美国【喷嘴是?井下防、灭火的【主要装备如果—喷嘴即?固定灭火《装置发挥作用则【软管即消火栓一般】就不会动用而我【。国煤矿井《下的固定灭火装置尚!未普及只能在某【些局部重要》位置起作用不能用】。它完全代替》消火栓?消火栓?与固定灭火装置同】时使用的《。可能性不能》排除另外2》4h的使用时—间远远?大于我国规》定的火?灾延续时间如我们在!时间:上取了小的指标两】种,用水又不同时—考虑结果就可能【偏于不合理了故规定!总消防用水量—为各种消防用水量之!。和
【 《2 根据中华人】民,共和国煤炭工业部(!。。88)煤安》字第2?。37:号文颁发的》矿井防灭火规范(】试行)中第2—4条规定灭火供【水系统“……保证】送到用水点时—管中水量不小—于0.6m3/m】i,。n”这个水量折合1!0L/s该规范并没!有规定?消火栓的使用个数按!每个DN5》0消:火栓:出水2?.5L/s计约为4!个消火栓的水—量,。
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》美国国家消防协会标!。准NF?P,A 12《3规定“所》。。有矿井的《供,水系统?必须满足《同,时供给3《个软管水流每个【水,流的:流量为最小3.【2L/s”合计为】。9.6L/s与【上述矿井《防灭火规《范(:试行)?的规定相差不大
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【 :实际调?查表明消《。火栓具有灵》活、方?。便的优点对井下【外因火灾主要起初】期灭:火的作用对》于已扩大《的火灾消火栓—给水系统提供巷道冷!却用水总之消火栓给!水是极其《重要:的但根据目》前,的,经验使用水枪的两】股水柱已满》足使用要求上述美】国标准?的单个软《管水:量略微偏大》而同时使用数量只】有3个为《以防万一出现—的,特殊情况设计中【考虑留出富余—是应该的故要求【按3个消火栓同时】工作即7.5—L/s的消火栓用水!。量进行设计可适应】。大,多数矿井的要—求
! 一次灭火需要】动用的消火栓数【量取决?于,。矿井的火灾危险【。性,但火灾危险性—取决:于矿井井下的起【火源、可燃物种类、!可燃物分布、受【影响的人员》。及财产数量关—系比:较复杂与煤质、【开采:方法和?设,备,配置相关矿井规【模只是因素之一进】行火灾危险性只能】。根据:单个矿井《的,具体特点进行分【。。析,评价但一股》消火栓水柱的使用牵!涉水流量9m—3,。/h6h《。消防用水《量54m3》对工程的《影响有限为》供水安全和设计操】作方便在现行国家】标,准,煤炭工业矿井设计规!范GB 《50215》规定的?范围内取固定的数】值仅0?.3Mt/a以下】的小型矿井可—适当降低水量
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《 ?。火灾延续《时间在设计》中主要用于计算消防!储备水量建筑设计防!火规:范GB 50—016-2006】表8:.6.3中》规定的地《面消防各《种情:况的火?灾,延续时间中最大为可!燃材料堆场及—可燃液体储罐的【6h:调查中井下火灾的用!。水时间有达到7h~!8,h的但到这》个时候矿井各工【作,面均已停止耗用【日,常洒水水量单独消】防用水量即使没【有储:备也能由水源—及供水系统来—保证故仍按火—灾延时6《h的要求考》虑消防储备水量本】款是强制性》条文必须《严格:执,。行
! 3 》中煤科工集》。团重:。庆研究院有限公【司研制?的,KHJ-1型火灾监!控系统及自动灭【火装置可用》于井下?。瓦斯环?境中的胶带输送机及!巷道:的其他外因火灾【进行喷雾灭》火水流量大》。于20m《3/h?该公司研制的W【PZ-1型胶带输】送机自动防》灭火装置供水总流】量为27m3—。/,h可:保护机头前后共16!m的范围
【。。
—。 固定灭火系统【的保护对象是各不】相同的新设计—的灭火系《统根据试《验取得水量》参数是?最根本的方法对于】已,有较完?善资料?的装:置可以作为参考但目!前国内?资料仍比较缺—乏有关的国外资【料可见本规范—。第6.1《.9:条的条文说明
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【 ,。关于固?。定灭火装置每—次灭火的使用时间】NFPA 12【3的:。规定取2h今—沿用
! 4、》5 消防用水的发!生不是经常性的连】续,两天各发生一—次火灾的概率更小如!果消防储备水池平时!存有足够的用水供】水系统水池以—前,各个设施的》规格按?要,求满足对水池的【及时补充就》行,了,不必满足消防用水量!发生时能同》步供应最《大用:水量的能力》按,建筑设计防》火规范?。GB 50》016-20—。06的?。规定:消防水池的补—水时间不超过48h!目前仍然沿用这两】款是强制性条文【必须严格执行
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3《.1.3《 在本《规范:初版以前的矿井设计!规范中给《出一些井下》洒水量设计参—数值但都没有严【格规:定井:。下洒水用水量—的计算方法一—般设计?者理解这《些,规范制定时的思【路是运用国内、外一!些除尘设计手册【中提:出的如下计算公式】
》
《
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式中【K1、?。K2:、K3考虑到不【均,衡、漏损、不可预见!用水的系数;
】
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— 》。 ,ni:。、qi、bi—某种用水器材或设备!的台数、此种—器材或设备的额定】流量:及同时使用》系数
?
【 这种方法的【实质是考虑了同时】使用系数《的累:加法可以认为这种】。方法目前主要—存在如下问题—
】。 (1)该方法只!适,用,于炮采、《普掘的?情况而综采、综掘及!。机械化?运输:系统的设《。备连续工作时间【较长根?本不可能错开使用大!多数用水《项的同时使用系数等!。于1例?如煤:层注水、采掘—机,组和各处的喷雾【除尘每班《8h的实际工—作时:间超过4《h且各?采区及工作面上班】、,开机基本同步同【时工作是不可—避免的
! 对于普【。掘、:。炮采的场合在一个】工作:面有两台湿》式凿岩机的极—普通情况下80%】的同时使用系数也】没有:确切的物理意义对】于总数超过5台【。是有意义《的但意义《不大同时使用系数】在现在的条件下是】否仍为80%很难用!资料:印证这一《同时:使用系数值只出现】于以:前的规范后来的【标准则不再》推,荐这一参数同时使用!系数是一个统—计,数字:只有在数量》相当大的事件中才】。。有稳定?的概率从发展趋【势看井?。下洒水的用水量越】来越集中在井下【的几个用水》大户上而单位数量】较多的?小户在用《水量上占的》分量很少从这一特性!看采:。用统一的不均匀系】。数是:不合适的
【
? (》2)一些在》同,。一用:水点的?接,续工序必须在—一个工作停下来的时!候才能开始另—一个工作如湿—式打眼与放炮喷【。雾它们是绝对—。。错开的同时使—用系数取《多少都不合适
】
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《 (3)给水】系统的?设计需要两》种不同的关于水【量的:概念其一是反—映一天中用水总量】的“日用水量”用以!确定水源工程规【。模及储备水池以前的!输水工程的工程【量另一个是》反映在系《统中某一部》分(:也可以是整个系【。统)某一时刻可【能出现的用水强【度,即“最大小》时水:量”或“秒流—量”用以确定给【水加压水《泵及:配,水系统各个环节管道!及,附件的规格在—现行国?家标准室外给—水设计规范GB 】50013及—建,筑给水排水》设计:。规范GB 50【01:5中规定用设计【人数:或生产规模》的用水定额来—计算日用水量而用不!均匀系数来》建,立日平均流》量与最大小时流量】之间的关系对于实现!这两个?不,同目的的《区别是?很清:楚,的对于室内配水管道!。中计算流量的确【定则采用《卫生器具的当量【数用经验公式来计算!其研究工作则—更加深入《而计算井下》消,防、洒水水量—原来的方法中的同】时使用?系数并未考虑—单位时间《。。用水量在《一日中的《变化而?矿井井下一日—的几个工作班中有生!产班和准备班之【分用水强度相差很远!。一个班中由于—。不同:工序:轮流:出,场用水量也》是不均匀《。的把计算出的—用水:量当:作最:大小时流量》来推算全日耗水【量时按全天》。。或整班计算都与实】际有较大差距在多】年的运?用,中,工作时间《取值的?问,题始终存在着争议
!
!(4)以往的设计】规范中提《。供的:关于井下洒水水量】的参数?。不够用例如煤矿安全!规程规?定必:须进行?。的,煤层注?水等项?。在以:往的规范中并没有】提及有必要在本【规范中加以补充
!
— 根据以上情【况本规范提》供的计算方法是一】种更简单的累加法即!。在计算日用水—量时考虑了》每种用水项在一天】中使用的时间先【按各用水项的流量和!一,天,中的使用时》间计算各项》的日用水量》;各用水项》日用水量的累加即为!总日用?水量
! 掌《握了各用水项的用】水特:点就不难计算出各】用水点的最大用【水量把它作为各点】的节点流量就可【以按管网的计算规则!把整个配水系统总】的,及,各个分支《管道的?计算流量计算出来这!一部:分,的规定详见第7.1!节,
?
在】考虑范围大用水【点特别多的》。场合少数用水—量较:小,的用水项如湿式凿】岩等在不同》的用水点之间使用】时间是有可能错【开的也就《是说存?在着同时《使用系数的问题【这样从理《论上来说按本规范】不考虑同时》使用系数的方—。法,计算:就会使计算的—结果大于实际—流量但因为
【
》 (《1)这些用水项【对,于大型?矿井所占《分量极小;
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《
》(2)对于》小型:矿井由于井下洒水用!水量本来就很小且】存在全部湿》式凿岩同时》用水发生的机—会故相差的数量很有!限且:略,。偏于保险既然—同时使用系数很难】。确定它的准确—值意义又不》大故舍去《不用
》
:。
: 由于》。采用了上述计算方】法算:。出了可能的最大用】水量用?水量不均衡系—数就:没有意义《了,。本规范把漏损系数】和未预见用水系数】合并为富余》系数K以简》。。化,公式据防《尘,。工作手册推》荐K2、K3—。各为1.1~1【.2理?论,上两系数上限—与下限自乘后应为1!.21~1.44】考虑到这《样算得?的上、?。下,限,是极端的情》况而按极端》的情况进行设计【是不:合理的?今取1.25~1.!35供设计者—根据遇到的情况选用!大型矿井、井—。下条:。。件较好?时选小值反》之,则取大值
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《 关》于,井,下用水?量与矿井《规,模的关系调查中了解!到由于?矿井的地质》条件、采煤方法【、设备及效率—的不同井下》洒水的用水量(【m3/?d)与?产量(万《t/a)《的比值?约,在3~10之间相】差,悬殊难以给出合适】的概算指数只有【做大量的《工作对矿井进行【。分,类才能接近实—际故在设计》中按本?条规定?根据设计细节参【数,进行计算是必—要的
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3.1.4 !煤矿安全《规,程第一?百,五十四?条(二)款规—。定“:。采煤工作面》应采取煤层》注水防尘措施…【…”但同时规—定了几种情况不在应!。采用煤层注水措【施的范围《内这些?情况包?括围岩易于吸—水膨胀的《性质、薄煤层、【原有自然水分—较高、?。煤层:孔隙率低、煤层松】软、:分层开采《的上分层、采空区】采取灌?水,措施时的下一—分层等?。这些条?。。件主要考《虑的是注《水后煤层稳定与否】、注水的《难易程?度,、注水的副》作用和必《要性等问题如属于该!款规定的情》况则煤?层注水量应》该为:零本条所提及的水】量只:。涉及按规定》应该进行煤层—注水的矿井》
! ,。煤层注水的用水量】与煤的硬度、孔隙】率、煤层压力、采】煤,方法:、工作?。面规模?、注水钻孔规格及】注水方法等情况【都有关系是比较【复杂的只《有现场试验才能得】到准确的数据但洒】水系统的设计经【常要在有条件进行试!验之前?完成故本《条提出根据需要【湿润的煤体量—估算:水量:的方法根据国内、】外的有关资料吨煤】注水量在10—L~45《L范围内这虽是实际!发生的情况但—范围太大设计者无】从选择?实际上超过35【。L的情况是不多见的!而小于?20L时设计—规模稍大并无大的缺!点按本条规定—取2:0L~35L与大多!数情:况吻合?故在本条执行—中可能有三种情【况
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(1)】完全无资料则取3】。5L;?
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》 : ,(,2)有证《据说明注水量小【但无确切的》数据则取20L或2!0~35L之间的数!值;
》
【(3)有《确切的资《料可按资《料取值不《受推荐数字的限制
!
— 有关》标准和资料》表明:煤层含水量4%为】能达:到,防尘目的《的最佳含水》率故:注水使含水率—达到4%为》最理:。想的情况因此可【采用如下《公式来估算》煤层注?水的用?水,量
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! 式中《Q煤层注水》。耗水量(m3/d)!;
【 — : K由于顶、【底板及围岩损失、渗!漏、:润湿:以及注水孔流—失,的水:量增加系《数,采用1.《5~:2,.0;
【
— : ,。 G原煤日【产量(t/d);】
【 ? W1原!。煤,含水率?(%)?;
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, ! ,W2注水后要求煤】体的最终含》水率一般取》0.:04
【
: 对《于动:压注水一般》由采矿设计根据条】件选定了注》水泵这就限制了水量!的大致?范围洒水系统设计】。。时即可按注水泵的额!定流量?考,虑
《
调查!中各:矿注水时间各不相】同本条按扣除一个】班清理检修外的全】部时间考虑这是因】为注水速度一般都】。较慢不充分利用时】间就不?可能使煤《。层含水量达》到要求在本次修订的!调研中了解到—直接在工作面—注水的实例》本条规定《的在工作面注水与】采煤交错作业时按两!个班采煤一个班【8h的注水时间是】符,。合实:际的
《
3》.1:。.5 ? 本条根《据调查?结果和有关资料中的!下列情况提》出,采、掘工作》面的洒水用水—量参数
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? (1)采】煤机组?的内、?外喷雾?要求:水压较高《4MPa《~7MP《a一般?均需:要对从系《统引来的《水进行再《加压专为《机,组内、外喷雾—及,。机械冷却供水用的】喷雾泵站有现—成的系列《产品:它们的额定流—。量为80L》/min、120L!/,m,。in
】。 (2)现采!用的称为“高压喷雾!”,的新技术一般仍从喷!雾站水泵出》水接管再《通过采煤《机组自带的机载泵把!水压提高至》12MPa~1【。5M:Pa高压喷嘴开孔很!小雾化好但水—量并不大机组总用水!。量略有减少但也有】内喷雾经常由于【喷雾孔堵塞而不能】。工作只能靠》加强外喷雾来弥补】估计与所用水的水质!有关
! (3》)综采工作面—除机:组用水外还要进行】支架的?喷雾以?消除移?架产生?的粉尘综放》工作:面在放煤《时还要在《放煤口?进行喷雾降》尘这些都是靠—专门:设置的喷嘴进行【工,作的:在综放工作面机组采!煤和放顶《。煤的关系一般为【采二刀?放一道偶有》采一刀放一道的
!
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? , 由于最近【几年的技术》改,进放顶煤处增加防止!煤,尘扩散?的护板需要喷雾防尘!的,面积大大减》小
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: (《4)炮采及普—掘有湿式打眼—、水炮泥装填、【冲洗:巷帮、放《炮喷雾、装岩或【装煤洒?水,等用水工序它—们都是?前后接?续不同时进行—。
《
》 条文中按每天平均!工作16h中打眼】工作占?1/2时《。。间装:药、放炮、清理工】作面占1/2—的时:间考虑
《
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—。 ,冲洗巷壁及》水炮泥等项用水量很!小按工作《面给水栓用水处理】可以简化《计算
! , , ,(5)对于国内采】煤,机一天中的》实际开?机,率在30%》左右较大的为40%!对于引进机组—或矿井条件特殊的】机组开机率有超过5!0%:的信:息但:不,具普遍?意义本规《范不采用为标准参】。数当然如遇能够长时!。期维持这种》高开:机率的情《况则可根据》实,际资料采用较长的】用水项日工作—时间
》
—。 (6)有的矿区按!煤炭生产量计算【工作:面的:洒水:用水强度其指标为】20L/(m—in·t《)~30L》/(min·t【)考虑到不》同矿井洒《水工作?的内容出入较大【所需的水量是否接】近实际无法简单定论!且上:述指标的上下限【值,如何选择《比较困难故暂—不列入条文这个指标!可,。作为参考和》比较
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3.1.—6 井下巷道的各!洒水:降尘:的用水点情况各异】安装喷?。嘴的型号及数量【各不相同例如同样是!巷道水幕巷》。。道的断面大小不同其!用水量可能》差一倍除了有定【型的成?套除尘设《施外:只有以喷《嘴,为单元计算水量才】能接近实际本规【范第6.3.2【条规:定了喷雾防》尘设计的原则附录D!则提供了《各种:水喷雾喷《嘴的使用场合和技术!参数设计中》可,采用这些资料—当然如采用定—型,的通用设计它的【水量:也可:直接按通用设计的说!明,中提供的《用水量数值》纳入计算
【
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3.1.7、3】.1:.8 井下混凝】土施工主要》为掘进巷道的—砌碹:及喷浆等《需要供水系统提供制!备混凝土或水—泥砂浆的《用水它是由系统【上的给水栓提供的与!冲洗:巷道的给水栓可以互!相兼用有的用水【点的用水项较多则可!能需要稍大规格的特!殊给水栓
【
? 关于冲洗巷!。道(90)中煤安字!第17?1号文?颁发的?。生,产质:量标准?中规定?“……冲洗周期【按煤尘?的沉积强度决定在距!尘源30《m范围?内沉积?强,度大的地点应每班】或每日冲洗》一次:;距尘源较》远或沉积强》度小的巷《道,可几天或一周冲洗】一次:运输大巷《可半:月冲洗一次》。”根:据这个规定并—按,正常工作效率每【小时:冲洗巷道25m~3!0m框算出巷道给】水栓使用《率如:条文
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: 给水—栓的:工作时间混凝—土设备?按两个班冲洗巷道按!一个班均扣除必【要的间歇时》间两项?的工作流量均按【。D,N,25给水《栓的正常《出水流量《作为:指标冲洗《。巷道用水一》般使用软管较长阻力!较大且经常压—扁软:。管,出,口限:制流:量故指标《取略低的《值
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—考虑到工作面在爆】破,、装:岩、喷浆及装煤前】需,要洒水或冲》洗湿润巷《帮在用?水设备之外专门【给出在工作面使【用,给水:栓的:水量
《。
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3.1.9 】 除了采煤》和掘进机组冷—。却,水,与,喷雾一起包》括在机?组额:定用水量中》外,尚有其他设备如【提升、运输》。设备、电气设备需要!煤,矿井下?消防、?洒水系统提供设备冷!却,水这些水量》参数:应根据设备厂家【提供参数纳入另外还!有可能会出现的【井下紧急供水等这】些,水量都较大》。应该计入而水量小】于每天3m3—的,用水项可以略去不计!无论从?理论上还是实际操作!上把这部分水量归】于“其他”用—水范围由富》余系数来体现它【。们的存在都是比【较合理的
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