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】。0215-200】5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 【502?15-2015的】规定基本与200】5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NF—PA: 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24—。h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237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/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DN50】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NFPA 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
:
》 : 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9》m3/h6》h消防用水量54m!3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 50—215规《定的范围内取固【。定的:数值仅0.3M【。。t/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G:B 5?0016-》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~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K【HJ-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WPZ-1【型胶带输送机自动】防灭火装置供水总流!量为27《m3/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?NFPA 1—23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?-2006》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K:1,、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?8h的实际工—。作时间超过4h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】 5:00:15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】1.25~1.【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
—
: , ? 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
《
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》。20L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》(%);
【
】 ? :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4MP—a~7M《Pa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80】L/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《12MPa》~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2—0L/(min·t!)~30《L/(m《in·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《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30m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2!5m~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3m—3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
《