周廣鋒 張福憲

摘 要：鶴崗市是一座因煤而起、因煤而興的高寒地區(qū)的城市，隨著時代的變遷，部分煤礦建筑老舊、設(shè)施老化、消防水源建設(shè)滯后，給安全生產(chǎn)帶來風(fēng)險。筆者結(jié)合鶴崗市國有煤礦消防水源實際，分析高寒地區(qū)消防給水存在的問題，并提出采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，生產(chǎn)生活用水合用，設(shè)置高位消防水箱等方式解決煤礦地面消防給水問題。

關(guān)鍵詞：寒區(qū);煤礦;消防給水

中圖分類號：TD753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0208-02

0 引言

近年來，隨著煤礦生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)展，煤礦地面火災(zāi)事故時有發(fā)生，給國家、企業(yè)和煤礦員工家庭帶來了經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失和生命安全威脅。消防水源作為撲救初起火災(zāi)的重要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要，隨著社會的發(fā)展，部分煤礦建設(shè)年代久遠(yuǎn)，消防水源建設(shè)存在盲點，新建煤礦消防水源未能同步建設(shè)，加之寒區(qū)消防水源受氣候影響較大，給煤礦安全生產(chǎn)帶來火災(zāi)安全風(fēng)險。本文以黑龍江鶴崗市國有煤礦為例，分析寒區(qū)煤礦消防給水設(shè)施建設(shè)存在的問題及解決途徑。

1 基本情況

1.1 氣候條件

鶴崗市位于黑龍江省東北部，東經(jīng)129°39′50″至132°31′00″，

北緯47°03′30″至48°21′00″，是一座因煤而起、因煤而興的城市，氣候受季風(fēng)影響，冬季寒冷漫長，年平均氣溫為3.8℃，極端最低氣溫達(dá)零下37.7℃，屬于典型的高寒地區(qū)。由于消防管網(wǎng)敷設(shè)受氣候影響較大，室外管網(wǎng)在充水狀態(tài)下極易結(jié)冰，室外消火栓不能發(fā)揮作用，造成消防給水系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)重制約初起火災(zāi)的撲救，不利于煤礦安全生產(chǎn)活動。

1.2 煤礦情況

鶴崗市煤炭儲量達(dá)20多億t，年產(chǎn)原煤1200萬t，是黑龍江省四大煤城之一?，F(xiàn)有國有煤礦9家，分別為峻德煤礦、興安煤礦、富力煤礦、南山煤礦、益新煤礦、振興煤礦、鳥山煤礦、嶺北煤礦、新陸煤礦。除鳥山煤礦為新建煤礦外，其他煤礦均建設(shè)年代達(dá)10年以上，普遍存在辦公建筑無專門消防用水，部分工業(yè)場所消防用水壓力不足等消防水源建設(shè)欠賬問題。

1.3 煤礦水源情況

煤礦的主要水源有礦井內(nèi)排水、輸干水、生活污水和由水源地引來的市政用水。煤礦防火設(shè)計中均要求設(shè)室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)，普遍采取地埋供水管網(wǎng)，供水形式為接入市政供水管網(wǎng)。為有效利用礦井內(nèi)排水，實現(xiàn)煤礦井下消防、除塵及生活用水的需要，部分煤礦建立了凈化水池、蓄水池、調(diào)節(jié)池，通過這些場所收集井下排水、天然雨水進(jìn)行凈化，并為其建環(huán)形供水管道供井下除塵、消防、生活等用水。

2 煤礦地面消防給水存在的主要問題

2.1 認(rèn)識上不夠重視

部分煤礦地面消防給水方面存在認(rèn)識不到位，普遍存在重井下輕井上的思想，認(rèn)為保障井下生產(chǎn)最重要，井下為主業(yè)，地面為輔業(yè)，在消防給水建設(shè)方面優(yōu)先保障井下消防用水，地面消防給水建設(shè)方面則相對淡薄。

2.2 覆蓋范圍存在盲點

消防水源中消防管網(wǎng)的布置是否得當(dāng)很大程度上影響滅火救援的覆蓋面及滅火效率。煤礦單位一般廠區(qū)位置較偏、地勢高差較大、場地范圍廣等特點，消防管網(wǎng)的布置容易產(chǎn)生覆蓋盲點。隨著煤礦地下采區(qū)的不斷拓展，地面附屬建筑也隨之延伸，消防管網(wǎng)的覆蓋范圍未能及時同步建設(shè)，也容易產(chǎn)生覆蓋盲點。經(jīng)調(diào)研，鶴崗市部分煤礦地面辦公建筑消防管網(wǎng)未設(shè)置較為普遍，市政消防管網(wǎng)壓力不足問題也經(jīng)常存在。

2.3 管道受氣候影響大

高寒地區(qū)對于管道保暖有要求，地面消防管道的埋設(shè)必須有足夠的埋深才能確保正常使用，一般要求設(shè)置在凍土層下才能達(dá)到防寒要求。經(jīng)測算鶴崗地區(qū)凍土層達(dá)2.25m，經(jīng)調(diào)研，鶴崗市部分煤礦消防管道有效埋深不足，部分煤礦消防管網(wǎng)敷設(shè)在地溝，無保溫、伴熱設(shè)備，冬季天氣寒冷極易造成管道凍裂，造成無法提供消防水源。

2.4 新建給水系統(tǒng)耗資高

新建消防水池儲水量大，工程造價高，占地面積大，加之寒區(qū)需建立保溫性能的泵房和管線，煤礦地面下方設(shè)有礦井等地下建筑，新建管線和水池耗資較高。隨著鶴崗市經(jīng)濟(jì)下行壓力增大，煤炭行業(yè)生產(chǎn)成本提升，部分煤礦面臨減產(chǎn)、整合，除新建煤礦外，老舊煤礦無規(guī)劃投入大量資金專門對消防給水系統(tǒng)進(jìn)行更新。

2.5 水源建設(shè)要求有重疊

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）[1]要求超過300m2的廠區(qū)需設(shè)置室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)，一般煤礦均符合設(shè)置室內(nèi)外消火栓的要求?！睹禾抗I(yè)給水排水設(shè)計規(guī)范》MT/T5014規(guī)定，井下消防、灑水的水源應(yīng)有可靠的水量保證，優(yōu)先考慮利用井下排水作為水源的可能性。按照這樣的要求，煤礦需要分別建有地面消防水池、井下消防水池，這些要求給單位消防水源建設(shè)方面需要統(tǒng)籌考量。

3 關(guān)于煤礦地面消防給水的規(guī)范要求

3.1 消防水質(zhì)要求

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）第4.1.2規(guī)定：消防水源水質(zhì)應(yīng)滿足水滅火設(shè)施的功能要求?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2018）[2]和《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計規(guī)范》（MT/T5014-96）[3]，對消防水質(zhì)都沒有特殊要求，可以是井水、自來水、中水或其他雜水?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2001）[4]第10.1.1條規(guī)定：系統(tǒng)用水應(yīng)無污染、無腐蝕、無懸浮物。對水中懸浮物的粒徑大小有要求，水的pH值應(yīng)為6.0～9.0，不能含有易燃或可燃液體，給水水源的水質(zhì)不應(yīng)堵塞消火栓、報警閥、噴頭等消防設(shè)施，影響其運行，通常消防給水系統(tǒng)的水質(zhì)基本上達(dá)到生活水質(zhì)的要求。

3.2 消防水源要求

消防水源是火災(zāi)救援的前提和保障，高寒地區(qū)消防水源一般分為2種，即地埋供水管網(wǎng)和消防蓄水池。《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084—2017）[5]第4.2.3條規(guī)定：環(huán)境溫度低于4℃，或者高于70℃的場所應(yīng)采用干式系統(tǒng);10.1.3規(guī)定：嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)，對系統(tǒng)內(nèi)遭受冰凍影響的部分，應(yīng)采取防凍措施;10.1.4規(guī)定：報警閥組前宜設(shè)環(huán)狀供水管道。

3.3 消防水量要求

大部分煤礦礦井的排水口設(shè)有對應(yīng)的調(diào)節(jié)池、蓄水池及凈化水池。水池有效容積按井下一次火災(zāi)的全部用水量計算，但最小不能小于200m3，地面消防水池如果與其他用途水池合建，必須保證水池中的井下消防容積不被它用。

3.4 消防給水系統(tǒng)要求

消防給水系統(tǒng)主要由消防水源（市政管網(wǎng)、水池、水箱）、供水設(shè)施設(shè)備（消防水泵、消防穩(wěn)壓設(shè)施、水泵接合器）和給水管網(wǎng)（閥門）等構(gòu)成。消防給水系統(tǒng)按水壓分，可分為高壓消防給水系統(tǒng)、臨時高壓消防給水系統(tǒng)和低壓消防給水系統(tǒng)。按給水范圍分，可分為獨立消防給水系統(tǒng)和集中消防給水系統(tǒng)。臨時高壓給水系統(tǒng)，平時管網(wǎng)內(nèi)水壓不能滿足最不利點消火栓的充實水柱，火災(zāi)時需啟動消防水泵，使管網(wǎng)壓力、流量達(dá)到滅火要求。與前兩種給水系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)在火災(zāi)時既能保證供水安全可靠，又能節(jié)約能耗，降低投資成本。

4 解決煤礦地面消防給水問題的建議

為解決煤礦地面消防給水問題，有效節(jié)約資金，做好煤礦消防給水系統(tǒng)改造工作，結(jié)合鶴崗市國有煤礦實際，提出以下建議。

（1）高度重視地面消防給水建設(shè)，納入安全生產(chǎn)統(tǒng)籌考量。各煤礦要摒棄“重井下輕地面”的思想，將地面消防給水建設(shè)納入安全生產(chǎn)整體考量，高度重視地面消防給水建設(shè)，將地面消防給水設(shè)施和井下消防給水建設(shè)統(tǒng)籌，納入整體建設(shè)范疇，建設(shè)消防水池保障地面和井下消防用水的要求。

（2）生產(chǎn)生活用水與消防用水合用，利用凈化水池作為消防水源。部分煤礦利用高效旋流一體化凈化技術(shù)等原理、流程，將礦井水質(zhì)量達(dá)到生活日用水的標(biāo)準(zhǔn)，用于黃泥注漿、井下消防灑水，實現(xiàn)節(jié)約成本的目的。鶴崗市各國有煤礦均建立了凈化水廠，設(shè)置凈化水池、蓄水池，實現(xiàn)24h不間斷的提供水源，供水時間、水池儲量、水質(zhì)基本符合消防水源的要求。用生產(chǎn)、生活管道和消防管道合并給水系統(tǒng)管網(wǎng)，節(jié)約大量管材和投資。當(dāng)消防給水與生活、生產(chǎn)給水合用時，設(shè)計流量應(yīng)為消防給水設(shè)計流量與生活、生產(chǎn)用水最大小時流量之和，并確保采用消防用水量不作他用的技術(shù)措施。

（3）設(shè)置臨時高壓給水系統(tǒng)，在廠區(qū)建筑最高處設(shè)置高位水箱。在地面消防給水建設(shè)中，可考慮采取臨時高壓給水系統(tǒng)，利用消防水泵的性能應(yīng)滿足消防給水系統(tǒng)所需流量和壓力的要求，當(dāng)室外消防用水量大于25L/S時或室內(nèi)消防給水設(shè)計流量大于10L/S時，設(shè)置性能與消防泵同樣的備用泵。在廠區(qū)最高的建筑物最高處設(shè)置高位水箱，儲存10min的室內(nèi)消防用水量。設(shè)置增壓設(shè)施確保高位消防水箱滿足最不利點消火栓靜水壓力，以保證消防供水安全。工業(yè)建筑室內(nèi)消防給水設(shè)計流量當(dāng)小于或等于25L/S時，不應(yīng)小于12m3，大于25L/S時，不應(yīng)小于18m3。最低有效水位應(yīng)滿足水滅火設(shè)施最不利點處的靜水壓力，工業(yè)建筑不應(yīng)低于0.10MPa，建筑體積小于20000m3時，不宜低于0.07MPa。

（4）設(shè)置干式地上式室外消火栓系統(tǒng)。干式消火栓系統(tǒng)可有效解決寒區(qū)消防管網(wǎng)低溫冰凍問題，分段閥門的數(shù)量少、在非工作狀態(tài)下管道不存在漏水問題，對煤礦生產(chǎn)影響較小。室外消火栓保護(hù)半徑不應(yīng)大于150m，出流量宜達(dá)到10～15L/S，寒區(qū)室外閥門井應(yīng)設(shè)置永久性固定標(biāo)識，并采取防凍措施。

（5）室外消防給水管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀，管徑不宜小于DN150。由于環(huán)狀管網(wǎng)的干線彼此相通，水流四通八達(dá)，供水安全可靠，環(huán)狀管網(wǎng)的輸水干管不應(yīng)少于兩條，消防管道可設(shè)置與有地暖的地溝，與凈化水池相連，確保全天候水流動，確保消防用水不間斷和防凍。生產(chǎn)、生活用水量應(yīng)按最大小時流量計算，消防用水量應(yīng)按最大秒流量計算。環(huán)狀管道應(yīng)用閥門分成若干獨立段，段內(nèi)消火栓數(shù)量不宜超過5個，閥門應(yīng)設(shè)在三通、四通分水處，并按（N-1）的數(shù)目原則設(shè)置。

（6）在消防水池或凈化水池設(shè)置墻壁式消火栓。在煤礦消防水池及凈化水池建筑構(gòu)件上，設(shè)置墻壁式消火栓，在管道中設(shè)置消防水泵確保其墻壁式消火栓管道消防水源壓力，配置消防水帶，實現(xiàn)200m范圍內(nèi)消防用水要求。同時，在管道上配置泄水裝置，確保使用完畢后，能將管道內(nèi)殘余水量進(jìn)行泄除，以防冬季寒冷天氣管道凍裂。

參考文獻(xiàn)

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