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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,
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 《。50215-9【4第19.4.【7条规定“井下【消防用水量可为5】L/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 50215】-,2005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-:。20:15的规定基本与2!0,05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
》
《
》美国国家消防协【会NFPA 1【23标准《规定“矿井供—水系统必《须能够供给24【h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—。24h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,24条规定灭火供】。水系统“《……:保,证送到用水点—。时管中水量》不,小,于0.6m》3/:min”这个水量】折合10《L/s?该规范并没有规【定消火栓的使—用个数?按每个DN50消】。火栓出水2.5【L/s?计约:为4个消火栓的水量!
》。
, 美》国国家消防协会【。标准NFPA 1】23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
【
》 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,.5L/《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—9m3/h6h【消防用水量5—4m3?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G《B 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【
— 《。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 】5,0016-》20:06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6】h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6h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
!
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《 ,。 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20《。m3/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16m的范围
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— 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
【 : 关于固定灭火装!置每次灭火的使【用,。时间NF《PA 12》3的规定取2—h今:沿,。用
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!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 5!001?6-20《06的规定消防水池!的补:水时间?不,超过:4,。8h:目前仍然沿用这两款!是强制性《条,文必须严格执行【
》
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、K《2,、K3考《。虑到不均衡、—漏,损、不?可预见用水的系数;!。
【 】 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
》
?
—(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 5001】3及建筑《给水排水《设计规范GB 5】0015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
】
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? :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【.2:5~1.《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
:
! ,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(m?3,。/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
!
: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,1,。0L~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35L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
!
:
: (1)完全】无资料?则取35L》。;,。
》
(—2)有证《据说明?注,水量小但无》确,切的:数据则取2》0L或20》~,。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
【
?
,
【 ? 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:(%);
!
? 】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
! (《1)采煤机组的内】、外喷雾要求水【压较高4M》Pa~7《MPa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:8,0,L/:。min、120【L/min
!
》 (: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12M—Pa~15MPa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
》
— ? 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
《
【(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
—。。
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3《0,%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50%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/】(min·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
!
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
》
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(:9,0):中,煤安:字第171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3—。0m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~—30m框算出巷道给!水栓使用率》如条文
】
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,。。。DN25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!
,
】 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
】
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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