:
,
3: 水量《、水压、水质
】
】3.1 水— 量
【
,
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-【94第19.4.】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 !5,0215-》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G!B 50215【-2015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:
》
美国国家!消,防协会?NFPA《 123标》准规定“矿井—供水系统必须—能够供给2》4h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23!7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》0.6m3/—min”这个水量折!合,10L/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
!
】 美国国《家消防协会标准N】FPA 《123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/h6】h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 5】。0,215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 5001【6,-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6h《。调查:中井下火灾的用【水时间有《达到7h《~8h?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
】 3 中煤】科,工集团重庆》研究院?有限公司研》制的KH《J-: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20m3】/h该公司》研制的WPZ-【1型胶?带输送?。机自动防灭火装置供!水总流量《为,2,。7m3/《h可保?护机头前后共16m!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
—
:
,
: ?关于固定灭火装置每!次,灭火的使用时间NF!PA ?123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G:B :5001《6-200》6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
】
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
》
》
— 式中K1、K2】。。。、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8【h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8【0%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—8,0%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G?B 50《013及《建筑给水排水设计】规范GB 500】15: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;
—
》。 (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10L~45L!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20L~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!20:L或20~35【L,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(%);【
— 《 W【2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!。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!。/,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~15MP【a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16《h,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30%》左右较?大的为4《0%:。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)~3!0L/(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(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!。~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
?