萬方

（大地工程開發(fā)（集團(tuán)）有限公司，北京 100102）

0.引言

選煤廠是煤礦的重要生產(chǎn)單元，主要包含棧橋、筒倉、封閉儲煤場、主廠房等建（構(gòu)）筑物。選煤廠生產(chǎn)、儲存的物質(zhì)，主要可分為原煤、洗后煤、煤矸石、洗后矸石四類?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014，2018年版）（以下簡稱《建火規(guī)》）及《煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50582-2020）（以下簡稱《煤建規(guī)》）將生產(chǎn)、儲存原煤及煤矸石的建（構(gòu)）筑物火災(zāi)危險性規(guī)定為丙類，生產(chǎn)、儲存洗后煤及洗后矸石的建（構(gòu)）筑物火災(zāi)危險性規(guī)定為戊類。本文就選煤廠主要建（構(gòu)）筑物及其生產(chǎn)、儲存不同火災(zāi)危險性物質(zhì)的情況分別進(jìn)行分析，根據(jù)國家、行業(yè)規(guī)范，對選煤廠各主要建（構(gòu)）筑物消防用水量、消防給水系統(tǒng)設(shè)計等問題提出思考和建議。

1.棧橋

1.1 消防用水量

棧橋消防用水量計算的關(guān)鍵因素主要是對棧橋高度的認(rèn)定。棧橋本體為箱型結(jié)構(gòu)，以只含一條輸煤皮帶的棧橋舉例，其寬×高在4m×3m左右。作為連接2個廠房的輸煤廊道，棧橋一端一般貼地甚至處于地下，另一端高出地面可高達(dá)50m以上。《建火規(guī)》附錄A規(guī)定其建筑高度宜計算為室外地面至最高點屋面與最低點屋面高度平均值的距離，《論選煤廠特殊構(gòu)筑物消火栓用水量的確定問題》[1]中即以此方法計算棧橋高度和體積后得出消防用水量。實際上棧橋是架空的，其底板與地面之間使用混凝土或鋼結(jié)構(gòu)支腿支撐，不屬于室內(nèi)空間，發(fā)生火災(zāi)時，可能的過火區(qū)域主要為棧橋箱型斷面在長度上的延伸空間。因此，筆者認(rèn)為，棧橋高度宜按照屋面與底板之間的距離確定，以此計算體積后，按照《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）（以下簡稱《消規(guī)》）表3.3.2確定室外消火栓用水量。

煤炭行業(yè)規(guī)范對棧橋室內(nèi)消火栓用水量的規(guī)定也體現(xiàn)了對棧橋消防體量認(rèn)定的偏向。根據(jù)《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB50810-2012）（以下簡稱《煤水規(guī)》）第2.6.7款和2.6.8款的規(guī)定，“原煤輸送機(jī)棧橋室內(nèi)消火栓用水量5L/s，同時使用水槍數(shù)1支”“原煤輸送機(jī)棧橋室內(nèi)消火栓的間距不應(yīng)超過50m”，都低于《消規(guī)》的相關(guān)規(guī)定。

綜上，筆者認(rèn)為以棧橋的實際體積對照《消規(guī)》計算室外消火栓用水量，根據(jù)《煤水規(guī)》計算室內(nèi)消火栓用水量，并以此進(jìn)行消防給水系統(tǒng)設(shè)計。

1.2 消防給水系統(tǒng)

輸送原煤的棧橋火災(zāi)危險性為丙類，應(yīng)設(shè)室內(nèi)消火栓。同時，《煤水規(guī)》第2.6.5.2款規(guī)定了2種例外情況，“不通行的封閉罩帶式原煤輸送機(jī)棧橋、場地范圍外的帶式原煤輸送機(jī)棧橋”可不設(shè)置室內(nèi)消火栓。該條的條文解釋為“不通行的封閉罩帶式原煤輸送機(jī)棧橋，由于其中沒有人員停留，通行不便，而且實際生產(chǎn)中也沒有火災(zāi)案例，所以規(guī)定可不設(shè)室內(nèi)消防給水”，明確了其可不設(shè)室內(nèi)消火栓的原因，且在實際工程中封閉罩內(nèi)部也無法設(shè)置消火栓，因此此種例外情況爭議不大。針對場地范圍外的原煤輸送機(jī)棧橋可不設(shè)置室內(nèi)消火栓的例外情況，行業(yè)內(nèi)部聲音較多。究其原因：（1）根據(jù)《建火規(guī)》，占地面積300m2以上的丙類廠房應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。（2）《煤水規(guī)》第2.6.5.2款的條文解釋只說明了“不通行的封閉罩帶式原煤輸送機(jī)棧橋”可不設(shè)室內(nèi)消火栓的原因，未涉及任何“場地范圍外的帶式原煤輸送機(jī)棧橋”的內(nèi)容，理論依據(jù)稍欠充分。（3）當(dāng)煤炭行業(yè)規(guī)范與國家規(guī)范的重大原則有矛盾時，地方消防部門更認(rèn)可國家層面的規(guī)范。例如筆者參與的陜西某工程，一條2.5km長的場地范圍外原煤輸送機(jī)棧橋由于起初未設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)而被當(dāng)?shù)叵啦块T列入重大消防安全隱患名單，增補室內(nèi)消火栓后才通過消防驗收。因此，在條件允許時場地范圍外的原煤輸送機(jī)棧橋應(yīng)盡量考慮設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。當(dāng)確有困難時，應(yīng)與當(dāng)?shù)叵啦块T溝通，并以當(dāng)?shù)叵啦块T的最終意見為準(zhǔn)。

《煤水規(guī)》第2.6.5.2款規(guī)定“矸石輸送機(jī)棧橋、運矸地道”可不設(shè)置室內(nèi)消火栓。實際生產(chǎn)過程中，經(jīng)干選后的煤矸石單位發(fā)熱量在1500kcal左右，仍具有可燃性，因此《煤建規(guī)》將其歸為丙類可燃物。對照參考《建火規(guī)》和《煤建規(guī)》，筆者建議未經(jīng)洗選處理的煤矸石仍宜參照原煤考慮消防給水系統(tǒng)。

洗后煤和洗后矸石的含水量較高，其棧橋火災(zāi)危險性屬于戊類，可不設(shè)置室內(nèi)消火栓。

2.筒倉

2.1 消防用水量

筒倉上部為配煤棧橋，中部為封閉儲煤倉體，下部為錐形漏斗，同時具有生產(chǎn)和存儲的功能。根據(jù)《建火規(guī)》第3.1.1款的條文說明，“煤、焦炭、油母頁巖的篩分、轉(zhuǎn)運工段和棧橋或儲倉”屬于丙類廠房，因此筒倉應(yīng)按照廠房計算消防用水量。

筒倉一般采用多個聯(lián)建，筆者有過最多6個筒倉共用一套倉上配煤系統(tǒng)的設(shè)計案例。但其室外消防用水量宜按照單個倉體體積與倉上建筑體積之和確定?！睹核?guī)》對其解釋為“倉上建筑是一個連通的整體”“每個筒倉倉壁均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，倉壁上無洞口，可阻止火勢蔓延至其他倉體”?？紤]煤炭雖屬丙類可燃固體，但燃燒特點主要為隱燃，不會形成迅速蔓延的火焰，因此《煤水規(guī)》第2.6.4款對筒倉室外消防用水量的規(guī)定合乎行業(yè)現(xiàn)實。

筒倉雖然高度、體積較大，但其大部分為封閉式儲煤倉體，無法在倉內(nèi)布置任何消防設(shè)施，也無法進(jìn)入倉體內(nèi)部進(jìn)行消防作業(yè)。因此，筒倉發(fā)生火災(zāi)時，可進(jìn)行消防滅火的部位主要為倉上棧橋和倉下廊道，《煤水規(guī)》表2.6.7規(guī)定其室內(nèi)消火栓用水量為10L/s，符合行業(yè)實際。

2.2 消防給水系統(tǒng)

根據(jù)《煤水規(guī)》，筒倉的消防采用消火栓的方式。電力行業(yè)的《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB50229-2019）（以下簡稱《電火規(guī)》）中表7.1.8對300MW以上燃煤電廠的原煤倉明確提出了惰性氣體的滅火要求，安全系數(shù)高、可實現(xiàn)自動控制，值得借鑒。筆者建議有條件的選煤廠可以考慮采用水滅火系統(tǒng)與惰性氣體滅火系統(tǒng)聯(lián)用的方式，提高抗火災(zāi)風(fēng)險等級。

根據(jù)《煤水規(guī)》第2.6.5.2款第2條的規(guī)定，儲存洗后煤的筒倉可不設(shè)置室內(nèi)消防給水系統(tǒng)。但筆者在實際工作中常遇到由于業(yè)主要求產(chǎn)品的靈活性，一個筒倉即可儲存洗后煤，也可儲存干煤的情況。此種情形下，筆者均按照最不利情況給出了消防用水量和消防給水系統(tǒng)的設(shè)計。

3.封閉儲煤場

3.1 消防用水量

《煤水規(guī)》第2.6.4款明確“封閉儲煤場宜根據(jù)其儲量按室外堆場計算室外消防水量”，此條規(guī)定符合行業(yè)現(xiàn)狀。

《煤水規(guī)》第2.6.6款規(guī)定，封閉儲煤場采用消火栓系統(tǒng)保護(hù)時室內(nèi)用水量按10L/s計。當(dāng)消火栓系統(tǒng)無法滿足消防要求時，應(yīng)設(shè)置自動消防炮滅火系統(tǒng)。根據(jù)《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50338-2003）的規(guī)定，工業(yè)建筑消防炮用水量不小于60L/s，且滿足2股水柱同時到達(dá)被保護(hù)區(qū)域的任一部位，《選煤廠封閉式圓形儲煤場的消防設(shè)計》[2]也是沿用的此觀點。但《電火規(guī)》第7.5.6款規(guī)定設(shè)置在儲煤場內(nèi)的固定滅火水炮系統(tǒng)應(yīng)符合“保證至少一門水炮的水柱到達(dá)煤場內(nèi)任意點，每門水炮的流量不宜小于20L/s”。此條文的解釋為“日常生產(chǎn)中，消防炮實際使用或自動動作的都不多見”“鑒于煤的燃燒特性，水炮的額定流量無需過大”“基于煤場內(nèi)煤的自燃特點，在布置時，煤場內(nèi)任意一點能有一門水炮對應(yīng)提供保護(hù)即可”。根據(jù)《火力發(fā)電廠封閉煤場消防水炮的設(shè)計》[3]，電力行業(yè)之前也按照2股水柱考慮消防炮系統(tǒng)。但《電火規(guī)》最新版本自2019年實施以后，電力行業(yè)已有按照1股水柱進(jìn)行消防炮設(shè)計的實例。例如黑龍江某電廠的封閉儲煤場，尺寸380m×130m×46.5m，消防系統(tǒng)采用14門防爆電控消防炮，消防炮布置保證至少一門水炮的水柱到達(dá)煤場內(nèi)任意點。筆者認(rèn)為，在電力行業(yè)已有先例的情況下，煤炭行業(yè)封閉儲煤場的消防炮設(shè)計可以參考電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，既滿足消防要求，又節(jié)省相應(yīng)投資。

3.2 消防給水系統(tǒng)

封閉儲煤場的消防給水系統(tǒng)主要疑問集中在消防炮系統(tǒng)上。

（1）防炮系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)是否需要同時設(shè)置。根據(jù)《煤水規(guī)》第2.6.6款“封閉式儲煤場應(yīng)設(shè)置固定滅火器、消火栓或自動消防炮滅火系統(tǒng)”，以及該條條文解釋“當(dāng)消火栓系統(tǒng)無法滿足消防要求時，應(yīng)設(shè)置自動消防炮滅火系統(tǒng)”，明確了消火栓系統(tǒng)和自動消防炮系統(tǒng)為二選一的關(guān)系，且實際工程中很多封閉儲煤場并不具備就地操作消火栓的條件，因此，筆者認(rèn)為消火栓系統(tǒng)和消防炮系統(tǒng)僅需設(shè)置一種，能夠滿足消防要求即可。

（2）洗后煤的封閉儲煤場是否需要設(shè)置消防給水系統(tǒng)。洗后煤為戊類，根據(jù)規(guī)范可不設(shè)置消防給水系統(tǒng)，《論選煤廠特殊構(gòu)筑物消火栓用水量的確定問題》中也按照室內(nèi)消防用水量為零考慮。筆者在實際工作中也遇到過此類情形。內(nèi)蒙某封閉儲煤場用于儲存洗后煤，設(shè)計儲存周期為3d?？紤]水分的可能散失量較大，存在火災(zāi)危險性由戊類轉(zhuǎn)為丙類的可能。且儲煤場體量大，內(nèi)部常有人員作業(yè)，從消防安全角度考慮，筆者仍設(shè)計了消防炮滅火系統(tǒng)。

4.主廠房

4.1 消防用水量

選煤廠主廠房消防用水量計算的關(guān)鍵因素在于對火災(zāi)危險性的把握。洗選主廠房存在干、濕并存的情況，干煤區(qū)域占建筑面積的比例雖然較少但也通常大于5%，根據(jù)《建火規(guī)》第3.1.2款，洗選主廠房應(yīng)按照丙類考慮。但《煤建規(guī)》表2.2.1明確提出洗選工藝的主廠房按照戊類確定火災(zāi)危險性。考慮《煤建規(guī)》編制人員對煤炭行業(yè)實際情況更為了解，且《煤建規(guī)》為2020年版，編制時必然已經(jīng)考慮了2018年版的《建火規(guī)》的有關(guān)規(guī)定，因此，在實際設(shè)計過程中均以戊類計算洗選主廠房的室內(nèi)、外消火栓用水量。

4.2 消防給水系統(tǒng)

根據(jù)《煤水規(guī)》第2.6.5.2款的規(guī)定，選煤廠主廠房水洗部分可不設(shè)置室內(nèi)消火栓。筆者認(rèn)為，此條規(guī)范的實施需要視具體情況而定。若主廠房的干、濕部分通過防火墻、防火卷簾、防火分隔水幕等措施完全劃分開來，可以只在干煤部分設(shè)置消火栓，水洗部分可不設(shè)置消火栓。但在實際工作中，筆者尚未遇到過干、濕區(qū)域可以完全獨立的情況。由于吊裝孔及皮帶機(jī)等設(shè)備的存在，選煤廠干、濕區(qū)域很難做到完全分割。因此，由于空間的連通，每個有干煤的防火分區(qū)范圍內(nèi)均需布置室內(nèi)消火栓，基本覆蓋了主廠房全部范圍。筆者在山東、內(nèi)蒙古等項目上也是這樣設(shè)計的。對《煤炭洗選加工規(guī)范》第15.2.5條的探討[4]文章中也有類似的消防給水系統(tǒng)設(shè)計觀點。

5.結(jié)論

（1）煤炭雖然屬于丙類火災(zāi)危險性物品，但它的燃燒有特殊性。在工程設(shè)計中，應(yīng)準(zhǔn)確認(rèn)識煤炭燃燒主要為隱燃的特性，并在“安全第一”前提下，開展消防設(shè)計工作。

（2）選煤廠各建（構(gòu)）筑物消防用水量計算可參考的依據(jù)包括《消規(guī)》《煤水規(guī)》《電火規(guī)》等國家和行業(yè)規(guī)范。建議根據(jù)選煤廠不同的建構(gòu)（筑）物的體量、生產(chǎn)特點和消防需求，理性選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計依據(jù)，在切合煤炭行業(yè)實際的同時也避免消防系統(tǒng)的過度投入。

（3）選煤廠各建（構(gòu)）筑物消防給水系統(tǒng)設(shè)計宜同時結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、相近行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考慮，確定安全、有效、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案，實現(xiàn)選煤廠消防保護(hù)安全與高效。