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3,水量、水壓,水質3,1,水、量3,1 1。煤礦井下消防。灑水系統(tǒng)的最大設計日用水量決定供水水源。水處理設施及輸水工程的設計規(guī)模.是設計中非常重要的參數(shù),為安全起見,平時應保證按標準計算的井下灑水日用水量，火災時情況復雜、灑水用水量不能打折扣 在保證最大的灑水用水量之外還需增加消防用水、消防用水按規(guī)定存儲在水池中、水池以前的供水系統(tǒng)最大能力不需要考慮這部分水,但水池儲備水應及時得到補充，這個能力是需要考慮的。本條是強制性條文.必須嚴格執(zhí)行，3。1 2。本條各款的說明分述于下，1。煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范，GB.50215、94第19，4 7條規(guī)定.井下消防用水量可為5L s，每個消火栓的計算流量可為2。5L，s，當有其他消防用水設備時、應計入相應的用水量,煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范 GB.50215、2005改為,井下消火栓用水量應為5L,s 10L。s。其消火栓用水量大小應根據(jù)礦井生產能力與井下火災危險程度確定.現(xiàn)行國家標準、煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范 GB 50215 2015的規(guī)定基本與2005年版相同、由于最近一二十年出現(xiàn)了許多規(guī)模很大的礦井。在以往規(guī)定指標的基礎上適當提高是合理的.除了消火栓用水之外 按,煤礦安全規(guī)程.規(guī)定和國內.外實踐.井下還可能要采用水噴霧隔火裝置 膠帶輸送機自動滅火等固定滅火裝置.故井下消防用水總量在消火栓用水之外還有其他用水，美國國家消防協(xié)會NFPA,123標準規(guī)定,礦井供水系統(tǒng)必須能夠供給24h的軟管水流所需水量和2h噴嘴用水量兩者中的大者，并不要求這兩項的疊加，但根據(jù)該標準條文中各種內容的分量可知。在美國.噴嘴是井下防，滅火的主要裝備，如果噴嘴，即固定滅火裝置，發(fā)揮作用，則軟管 即消火栓.一般就不會動用。而我國煤礦井下的固定滅火裝置尚未普及 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。消火栓與固定滅火裝置同時使用的可能性不能排除,另外、24h的使用時間遠遠大于我國規(guī)定的火災延續(xù)時間、如我們在時間上取了小的指標 兩種用水又不同時考慮.結果就可能偏于不合理了,故規(guī)定總消防用水量為各種消防用水量之和、2、根據(jù)中華人民共和國煤炭工業(yè)部、88，煤安字第237號文頒發(fā)的。礦井防滅火規(guī)范、試行。中第24條規(guī)定，滅火供水系統(tǒng),保證送到用水點時 管中水量不小于0。6m3,min,這個水量折合10L，s、該規(guī)范并沒有規(guī)定消火栓的使用個數(shù) 按每個DN50消火栓出水2,5L，s計.約為4個消火栓的水量.美國國家消防協(xié)會標準NFPA.123規(guī)定，所有礦井的供水系統(tǒng)必須滿足同時供給3個軟管水流。每個水流的流量為最小3 2L.s。合計為9。6L。s.與上述,礦井防滅火規(guī)范 試行.的規(guī)定相差不大，實際調查表明,消火栓具有靈活.方便的優(yōu)點.對井下外因火災主要起初期滅火的作用.對于已擴大的火災。消火栓給水系統(tǒng)提供巷道冷卻用水?？傊?消火栓給水是極其重要的。但根據(jù)目前的經驗,使用水槍的兩股水柱已滿足使用要求。上述美國標準的單個軟管水量略微偏大 而同時使用數(shù)量只有3個。為以防萬一出現(xiàn)的特殊情況。設計中考慮留出富余是應該的、故要求按3個消火栓同時工作、即7，5L,s的消火栓用水量進行設計可適應大多數(shù)礦井的要求、一次滅火需要動用的消火栓數(shù)量取決于礦井的火災危險性，但火災危險性取決于礦井井下的起火源?？扇嘉锓N類,可燃物分布.受影響的人員及財產數(shù)量，關系比較復雜.與煤質 開采方法和設備配置相關、礦井規(guī)模只是因素之一 進行火災危險性只能根據(jù)單個礦井的具體特點進行分析評價，但一股消火栓水柱的使用牽涉水流量9m3 h、6h消防用水量54m3 對工程的影響有限,為供水安全和設計操作方便、在現(xiàn)行國家標準.煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范,GB 50215規(guī)定的范圍內取固定的數(shù)值,僅0，3Mt、a以下的小型礦井可適當降低水量?；馂难永m(xù)時間在設計中主要用于計算消防儲備水量 建筑設計防火規(guī)范，GB，50016,2006表8。6.3中規(guī)定的地面消防各種情況的火災延續(xù)時間中最大為可燃材料堆場及可燃液體儲罐的6h，調查中.井下火災的用水時間有達到7h.8h的 但到這個時候礦井各工作面均已停止耗用日常灑水水量，單獨消防用水量即使沒有儲備也能由水源及供水系統(tǒng)來保證，故仍按火災延時6h的要求考慮消防儲備水量，本款是強制性條文。必須嚴格執(zhí)行，3，中煤科工集團重慶研究院有限公司研制的KHJ。1型火災監(jiān)控系統(tǒng)及自動滅火裝置可用于井下瓦斯環(huán)境中的膠帶輸送機及巷道的其他外因火災進行噴霧滅火,水流量大于20m3.h，該公司研制的WPZ。1型膠帶輸送機自動防滅火裝置供水總流量為27m3。h?？杀Ｗo機頭前后共16m的范圍。固定滅火系統(tǒng)的保護對象是各不相同的。新設計的滅火系統(tǒng)根據(jù)試驗取得水量參數(shù)是最根本的方法 對于已有較完善資料的裝置可以作為參考.但目前國內資料仍比較缺乏.有關的國外資料可見本規(guī)范第6、1 9條的條文說明。關于固定滅火裝置每次滅火的使用時間、NFPA 123的規(guī)定取2h,今沿用。4、5,消防用水的發(fā)生不是經常性的。連續(xù)兩天各發(fā)生一次火災的概率更小，如果消防儲備水池平時存有足夠的用水。供水系統(tǒng)水池以前各個設施的規(guī)格按要求滿足對水池的及時補充就行了。不必滿足消防用水量發(fā)生時能同步供應最大用水量的能力。按 建筑設計防火規(guī)范,GB。50016.2006的規(guī)定消防水池的補水時間不超過48h、目前仍然沿用，這兩款是強制性條文,必須嚴格執(zhí)行.3.1,3、在本規(guī)范初版以前的礦井設計規(guī)范中給出一些井下灑水量設計參數(shù)值，但都沒有嚴格規(guī)定井下灑水用水量的計算方法 一般設計者理解這些規(guī)范制定時的思路是運用國內、外一些除塵設計手冊中提出的如下計算公式,式中。K1 K2，K3,考慮到不均衡、漏損、不可預見用水的系數(shù).ni.qi、bi.某種用水器材或設備的臺數(shù)。此種器材或設備的額定流量及同時使用系數(shù) 這種方法的實質是考慮了同時使用系數(shù)的累加法、可以認為這種方法目前主要存在如下問題，1 該方法只適用于炮采.普掘的情況，而綜采,綜掘及機械化運輸系統(tǒng)的設備連續(xù)工作時間較長 根本不可能錯開使用。大多數(shù)用水項的同時使用系數(shù)等于1。例如煤層注水 采掘機組和各處的噴霧除塵每班8h的實際工作時間超過4h、且各采區(qū)及工作面上班,開機基本同步。同時工作是不可避免的.對于普掘,炮采的場合。在一個工作面有兩臺濕式鑿巖機的極普通情況下,80,的同時使用系數(shù)也沒有確切的物理意義.對于總數(shù)超過5臺是有意義的。但意義不大.同時使用系數(shù)在現(xiàn)在的條件下是否仍為80.很難用資料印證、這一同時使用系數(shù)值只出現(xiàn)于以前的規(guī)范，后來的標準則不再推薦這一參數(shù),同時使用系數(shù)是一個統(tǒng)計數(shù)字。只有在數(shù)量相當大的事件中才有穩(wěn)定的概率，從發(fā)展趨勢看.井下灑水的用水量越來越集中在井下的幾個用水大戶上。而單位數(shù)量較多的小戶在用水量上占的分量很少，從這一特性看.采用統(tǒng)一的不均勻系數(shù)是不合適的 2，一些在同一用水點的接續(xù)工序必須在一個工作停下來的時候才能開始另一個工作，如濕式打眼與放炮噴霧，它們是絕對錯開的。同時使用系數(shù)取多少都不合適、3.給水系統(tǒng)的設計需要兩種不同的關于水量的概念。其一是反映一天中用水總量的。日用水量 用以確定水源工程規(guī)模及儲備水池以前的輸水工程的工程量.另一個是反映在系統(tǒng)中某一部分 也可以是整個系統(tǒng)。某一時刻可能出現(xiàn)的用水強度,即。最大小時水量、或。秒流量、用以確定給水加壓水泵及配水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)管道及附件的規(guī)格。在現(xiàn)行國家標準，室外給水設計規(guī)范、GB,50013及,建筑給水排水設計規(guī)范，GB,50015中規(guī)定用設計人數(shù)或生產規(guī)模的用水定額來計算日用水量.而用不均勻系數(shù)來建立日平均流量與最大小時流量之間的關系.對于實現(xiàn)這兩個不同目的的區(qū)別是很清楚的.對于室內配水管道中計算流量的確定。則采用衛(wèi)生器具的當量數(shù)用經驗公式來計算.其研究工作則更加深入，而計算井下消防 灑水水量原來的方法中的同時使用系數(shù)、并未考慮單位時間用水量在一日中的變化，而礦井井下一日的幾個工作班中有生產班和準備班之分、用水強度相差很遠、一個班中由于不同工序輪流出場、用水量也是不均勻的,把計算出的用水量當作最大小時流量來推算全日耗水量時按全天或整班計算都與實際有較大差距 在多年的運用中.工作時間取值的問題始終存在著爭議.4、以往的設計規(guī)范中提供的關于井下灑水水量的參數(shù)不夠用。例如。煤礦安全規(guī)程,規(guī)定必須進行的煤層注水等項在以往的規(guī)范中并沒有提及、有必要在本規(guī)范中加以補充，根據(jù)以上情況，本規(guī)范提供的計算方法是一種更簡單的累加法 即在計算日用水量時考慮了每種用水項在一天中使用的時間，先按各用水項的流量和一天中的使用時間計算各項的日用水量。各用水項日用水量的累加即為總日用水量、掌握了各用水項的用水特點,就不難計算出各用水點的最大用水量,把它作為各點的節(jié)點流量、就可以按管網的計算規(guī)則把整個配水系統(tǒng)總的及各個分支管道的計算流量計算出來 這一部分的規(guī)定詳見第7。1節(jié) 在考慮范圍大。用水點特別多的場合.少數(shù)用水量較小的用水項,如濕式鑿巖等,在不同的用水點之間使用時間是有可能錯開的 也就是說存在著同時使用系數(shù)的問題.這樣從理論上來說按本規(guī)范不考慮同時使用系數(shù)的方法計算就會使計算的結果大于實際流量.但因為.1,這些用水項對于大型礦井所占分量極小 2。對于小型礦井.由于井下灑水用水量本來就很小,且存在全部濕式鑿巖同時用水發(fā)生的機會。故相差的數(shù)量很有限、且略偏于保險、既然同時使用系數(shù)很難確定它的準確值 意義又不大 故舍去不用、由于采用了上述計算方法算出了可能的最大用水量 用水量不均衡系數(shù)就沒有意義了，本規(guī)范把漏損系數(shù)和未預見用水系數(shù)合并為富余系數(shù)K，以簡化公式。據(jù)防塵工作手冊推薦K2。K3各為1、1 1，2.理論上兩系數(shù)上限與下限自乘后應為1 21、1.44 考慮到這樣算得的上，下限是極端的情況 而按極端的情況進行設計是不合理的 今取1，25，1.35、供設計者根據(jù)遇到的情況選用、大型礦井、井下條件較好時選小值，反之則取大值.關于井下用水量與礦井規(guī)模的關系.調查中了解到,由于礦井的地質條件。采煤方法，設備及效率的不同,井下灑水的用水量,m3，d,與產量 萬t。a，的比值約在3.10之間 相差懸殊，難以給出合適的概算指數(shù) 只有做大量的工作對礦井進行分類才能接近實際，故在設計中按本條規(guī)定根據(jù)設計細節(jié)參數(shù)進行計算是必要的,3,1 4.煤礦安全規(guī)程，第一百五十四條。二，款規(guī)定,采煤工作面應采取煤層注水防塵措施,但同時規(guī)定了幾種情況不在應采用煤層注水措施的范圍內。這些情況包括圍巖易于吸水膨脹的性質，薄煤層。原有自然水分較高，煤層孔隙率低。煤層松軟,分層開采的上分層,采空區(qū)采取灌水措施時的下一分層等 這些條件主要考慮的是注水后煤層穩(wěn)定與否 注水的難易程度.注水的副作用和必要性等問題。如屬于該款規(guī)定的情況，則煤層注水量應該為零.本條所提及的水量只涉及按規(guī)定應該進行煤層注水的礦井，煤層注水的用水量與煤的硬度.孔隙率.煤層壓力.采煤方法、工作面規(guī)模.注水鉆孔規(guī)格及注水方法等情況都有關系,是比較復雜的，只有現(xiàn)場試驗才能得到準確的數(shù)據(jù) 但灑水系統(tǒng)的設計經常要在有條件進行試驗之前完成,故本條提出根據(jù)需要濕潤的煤體量估算水量的方法.根據(jù)國內,外的有關資料噸煤注水量在10L、45L范圍內.這雖是實際發(fā)生的情況 但范圍太大、設計者無從選擇,實際上超過35L的情況是不多見的。而小于20L時設計規(guī)模稍大并無大的缺點.按本條規(guī)定取20L。35L與大多數(shù)情況吻合。故在本條執(zhí)行中可能有三種情況、1、完全無資料,則取35L、2、有證據(jù)說明注水量小,但無確切的數(shù)據(jù)。則取20L或20.35L之間的數(shù)值,3、有確切的資料、可按資料取值,不受推薦數(shù)字的限制.有關標準和資料表明煤層含水量4、為能達到防塵目的的最佳含水率。故注水使含水率達到4,為最理想的情況 因此可采用如下公式來估算煤層注水的用水量.式中、Q,煤層注水耗水量、m3，d。K.由于頂。底板及圍巖損失，滲漏.潤濕以及注水孔流失的水量增加系數(shù)。采用1。5、2，0.G,原煤日產量。t、d W1，原煤含水率、W2,注水后要求煤體的最終含水率.一般取0、04 對于動壓注水 一般由采礦設計根據(jù)條件選定了注水泵。這就限制了水量的大致范圍 灑水系統(tǒng)設計時即可按注水泵的額定流量考慮,調查中。各礦注水時間各不相同 本條按扣除一個班清理檢修外的全部時間考慮.這是因為注水速度一般都較慢、不充分利用時間就不可能使煤層含水量達到要求。在本次修訂的調研中了解到直接在工作面注水的實例、本條規(guī)定的在工作面注水與采煤交錯作業(yè)時、按兩個班采煤。一個班8h的注水時間是符合實際的，3，1，5.本條根據(jù)調查結果和有關資料中的下列情況提出采.掘工作面的灑水用水量參數(shù)。1.采煤機組的內 外噴霧要求水壓較高4MPa。7MPa。一般均需要對從系統(tǒng)引來的水進行再加壓，專為機組內。外噴霧及機械冷卻供水用的噴霧泵站有現(xiàn)成的系列產品 它們的額定流量為80L。min 120L，min.2?，F(xiàn)采用的稱為，高壓噴霧。的新技術一般仍從噴霧站水泵出水接管。再通過采煤機組自帶的機載泵把水壓提高至12MPa 15MPa，高壓噴嘴開孔很小 霧化好但水量并不大、機組總用水量略有減少。但也有內噴霧經常由于噴霧孔堵塞而不能工作。只能靠加強外噴霧來彌補.估計與所用水的水質有關、3，綜采工作面除機組用水外還要進行支架的噴霧.以消除移架產生的粉塵、綜放工作面在放煤時還要在放煤口進行噴霧降塵、這些都是靠專門設置的噴嘴進行工作的、在綜放工作面機組采煤和放頂煤的關系一般為采二刀放一道 偶有采一刀放一道的，由于最近幾年的技術改進，放頂煤處增加防止煤塵擴散的護板 需要噴霧防塵的面積大大減小。4、炮采及普掘有濕式打眼 水炮泥裝填、沖洗巷幫.放炮噴霧、裝巖或裝煤灑水等用水工序 它們都是前后接續(xù)、不同時進行,條文中按每天平均工作16h中打眼工作占1,2時間 裝藥。放炮,清理工作面占1 2的時間考慮。沖洗巷壁及水炮泥等項用水量很小.按工作面給水栓用水處理可以簡化計算,5.對于國內采煤機 一天中的實際開機率在30，左右、較大的為40，對于引進機組或礦井條件特殊的機組開機率有超過50 的信息 但不具普遍意義。本規(guī)范不采用為標準參數(shù) 當然如遇能夠長時期維持這種高開機率的情況、則可根據(jù)實際資料采用較長的用水項日工作時間.6，有的礦區(qū)按煤炭生產量計算工作面的灑水用水強度。其指標為20L。min.t 30L、min t.考慮到不同礦井灑水工作的內容出入較大，所需的水量是否接近實際無法簡單定論，且上述指標的上下限值如何選擇比較困難，故暫不列入條文、這個指標可作為參考和比較,3,1,6。井下巷道的各灑水降塵的用水點情況各異、安裝噴嘴的型號及數(shù)量各不相同，例如同樣是巷道水幕。巷道的斷面大小不同其用水量可能差一倍.除了有定型的成套除塵設施外，只有以噴嘴為單元計算水量才能接近實際。本規(guī)范第6、3。2條規(guī)定了噴霧防塵設計的原則，附錄D則提供了各種水噴霧噴嘴的使用場合和技術參數(shù),設計中可采用這些資料,當然、如采用定型的通用設計 它的水量也可直接按通用設計的說明中提供的用水量數(shù)值納入計算 3.1、7 3。1。8 井下混凝土施工主要為掘進巷道的砌碹及噴漿等、需要供水系統(tǒng)提供制備混凝土或水泥砂漿的用水，它是由系統(tǒng)上的給水栓提供的。與沖洗巷道的給水栓可以互相兼用，有的用水點的用水項較多,則可能需要稍大規(guī)格的特殊給水栓.關于沖洗巷道,90、中煤安字第171號文頒發(fā)的生產質量標準中規(guī)定。沖洗周期按煤塵的沉積強度決定。在距塵源30m范圍內沉積強度大的地點應每班或每日沖洗一次，距塵源較遠、或沉積強度小的巷道可幾天或一周沖洗一次。運輸大巷可半月沖洗一次、根據(jù)這個規(guī)定。并按正常工作效率每小時沖洗巷道25m、30m框算出巷道給水栓使用率如條文.給水栓的工作時間,混凝土設備按兩個班。沖洗巷道按一個班。均扣除必要的間歇時間，兩項的工作流量均按DN25給水栓的正常出水流量作為指標 沖洗巷道用水一般使用軟管較長,阻力較大 且經常壓扁軟管出口限制流量、故指標取略低的值,考慮到工作面在爆破、裝巖，噴漿及裝煤前需要灑水或沖洗濕潤巷幫 在用水設備之外專門給出在工作面使用給水栓的水量、3、1、9、除了采煤和掘進機組冷卻水與噴霧一起包括在機組額定用水量中外,尚有其他設備，如提升。運輸設備。電氣設備需要煤礦井下消防 灑水系統(tǒng)提供設備冷卻水.這些水量參數(shù)應根據(jù)設備廠家提供參數(shù)納入 另外,還有可能會出現(xiàn)的井下緊急供水等,這些水量都較大,應該計入。而水量小于每天3m3的用水項可以略去不計、無論從理論上還是實際操作上把這部分水量歸于。其他.用水范圍,由富余系數(shù)來體現(xiàn)它們的存在都是比較合理的.