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煤矿供水施救系统
煤炭科学研究总院 姚永辉 研究员
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2010.12.18
国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险"六大系统"的通知(安监总煤装(2010)146号，以下简称146号文)中指出《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》是在深刻分析当前安全生产面临的新形势、新挑战和突出问题，准确把握安全生产客观规律的基础上，针对落实企业安全生产主体责任作出了全面细致的部署，措施更加具体、责任更加明确、要求更加严格，具有很强的针对性、指导性和可操作性，是当前和今后一个时期指导全国煤矿安全工作的纲领性文件。
各地区、各单位和广大煤矿企业要迅速把思想统一到国务院通知的精神上来，充分认识建设完善安全避险"六大系统"是以人为本，安全发展理念的重要体现，是坚持预防为主，有效降低事故危害程度、防范遏制重特大事故的综合治理措施，是建设坚实的煤矿安全技术保障体系的重要内容，从而进一步增强使命感、紧迫感，切实加强领导、落实责任、强化措施，加快推进安全避险"六大系统"的建设完善工作。
国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知中指出：建设完善矿井供水施救系统。
煤矿企业必须按照《煤矿安全规程》的要求，建设完善的防尘供水系统；除按照《煤矿安全规程》要求设置三通及阀门外，还要在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置供水阀门，保证各采掘作业地点在灾变期间能够实现提供应急供水的要求。
要加强供水管路维护，不得出现跑、冒、滴、漏现象，保证阀门开关灵活。2010年底前，全国所有煤矿要完成供水施救系统的建设完善工作。
1.矿井供水施救系统规定
《煤矿安全规程》第152条规定：
矿井必须建立完善的防尘供水系统。没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产。主要运输巷、带式输送机斜井与平巷、上山与下山、采区运输巷与回风巷、采煤工作面运输巷与回风巷、掘进巷道、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等地点都必须敷设防尘供水管路，并安装支管和阀门。防尘用水均应过滤。
第218条规定：
矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生产、生活用水共同一水池，应有确保消防用水的措施。
开采上部水平的矿井，除地面消水池外，可利用上部水平或生产水平的水仓作为消防水池。
《煤炭工业矿井设计规范》13·6·1条规定：井下消防洒水水源，采用地面水源、井下水源或同时采用地面和井下两种水源，应经济比较后确定。
13·6·6条规定：井下消防洒水管道宜采用消防与洒水合一的枝状管网，也可以根据巷道布置情况，局部采用环状管网。在井下消防洒水管道上应设置检修阀与控制阀。布置井下消防洒水管道时，宜使管道中的水流向与巷道中风的流向相一致。
从《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》的若干规定看出，煤矿井下必须建立作为消防和洒水即防尘的供水管道系统，作为喷雾降尘、煤层洒水、湿式防降尘措施的供水水源，而发生火灾等灾害时，又作为消防救灾的供水源。
一般矿井都将消防和防尘用的供水管道合二为一，建设消防防尘(或洒水)供水管道系统。
从安全避险的一大设施而定，146号文对该系统提出了更高的要求，一是敷设的范围应更广泛，能适应救灾的需要，二是可靠性应更高，整个管道系统应具备更强的抗灾变能力，即使在灾变中受到强力冲击，也能保证其完好性，三是功能应更齐全，作为供水施救系统，不但在救灾时发挥提供灭火，抑制瓦斯煤尘爆炸强大水源的作用，而且也可以作为向被困人员提供饮用水，输送营养液等救生物品。
2 供水施救系统的组成和基本要求
矿井供水施救系统即消防防尘供水管道系统主要由储水池、管道系统及各类阀门组成。
1) 储水池：
根据煤矿安全规程和矿井设计规范的要求，应根据技术经济比较确定建立地面储水池、井下储水池或同时采用地面和井下两储水池。储水池的最小容积应能经常保持2oom3的储水量，并应有消防用水不作他用的技术措施。
井下防尘用水的调节储存量，应按最大小时用水总水量的2h计算。一且发生火灾，专用井下供水施救储水池的出水管能够自动地由平时出水状态切换成消防时的出水状态。如果井下储水池与地面其他水池合建时，除要消除负压影响外，还应保证上述要求的实施。
2）用水量：
井下消防用水量包括消火栓用水量、自动喷水灭火装置用水量、水喷雾隔火装置用水量以及其他消防设施用水量。
用水量计算及有关参数选择应符合以下要求：
a.井下消火栓用水量为5-10升/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。每个消火栓的设计流量应为2.5升/s，消火栓出口压力应为0，35-0·5MPa，火灾延续时间应为6h。
b.自动喷水灭火装置设计参数应按下列各值选取：喷水强度为8升 /(min.m2)，保护巷道长度为14-18m，喷头出口压力为0.1-0.2MPa，火灾延续时间为2h。
c.水喷雾隔火装置设计用水量，应按布置喷头数量累加计算，喷头出口压力为0·2MPa，工作时间为6h。
d 防尘设施用水量、所需水压、日工作小时按表1提供的参数选取。
表1井下用水设计用水量、水压、日工作小时数
用水名称 用水量 水压 日工作小
（L·s-1） MPa h
防尘用喷雾装置 （0.03~0.08）n 0.3~0.5 10~12
放炮用强喷雾装置 （0.2~0.3）n 0.3~0.5 1~2
（0. 3~0.4）n 1.0~2.0
移动液压支架
强喷雾装置 （0.1~0.3）n 1.0~2.0 10-12
放顶煤强喷雾装置 （0.1~0.15）n 1.0~2.0 4~8
综采机组内外喷雾 1.3~2.0 0.1~0.5 8~10
煤巷掘进机 1.3 0.1~0.5 8~10
湿式凿岩机 0.08~0.10 0.15~0.3 8~10
混凝土配料搅拌机 0.4~0.6 0.1 4~5
煤壁注水泵进口 注1 0.1~0.5 8~16
冲洗巷道用给水栓DN25 0.4 ~0.6 0.3~0.5 6
装岩前洒水及冲洗顶帮DN25 0.3~0.5 0.2~0.4 1-2
装岩前洒水及冲洗煤壁DN25 0.3~0.5 0.2~0.4 1-2
锚喷前冲洗岩帮DN25 0.3~0.5 0.2~0.4 1~2
3) 供水管道。
在设计井下供水施救管时，应遵守下述要求：
a.计算秒流量时，只计算同一地点同一时间内的各种设施的用水量；
b.应保证最边远的不利点的用水量要求与相应的水压，并适当留有余量；
c.管壁厚度、各类支架强度应通过计算确定，管件、阀门、消火栓等应与所在管道压力相一致；
d.采用静压供水时，对局部压力过高的管段、宜采用降压水箱、减压阀等方式进行减压；
e.各种设施进口处压力超过该设施工作压力时，宜采用减压阀、节流管、减压孔板等方式进行减压；
f.管道接口应采用牢固耐用，便于拆装的接口管件。
4) 水质。
井下供水施救用水水质应符合《煤炭工业矿井设计规范》的要求：
a.悬浮物含量<30mg/L；
b.悬浮物粒径<0.3mm；
C .PH值6.5-8·5；
e.总大肠菌群每100mL水样中不得检出;
F.粪大肠菌群每100mL水样中不得检出。
3 案例
2007年7月29日河南陕果支建煤矿发生了灾变，69人被困井下，在应急援中利用井下压风管道向被困人员送给新鲜空气和营养液，保证了被困人员的身体健康和生命安全，最后由救护队将69人全部营救出井，安全避险系统在救灾中发挥了十分重要的作用。
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