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摘要:在礦井建設(shè)中，井下消防、灑水工程無疑是建設(shè)中不可或缺的工作，為井下的安全生產(chǎn)帶來了舉足輕重的作用。井下消防、灑水工程減輕了井下煤塵、保證了工人的健康、防止井下煤塵的爆炸以及外來因素火災(zāi)的及時滅火，而且在井下建設(shè)中，運(yùn)用灑水是最經(jīng)濟(jì)和有效的方法。

關(guān)鍵詞:煤礦井下消防;灑水系統(tǒng);設(shè)計策略

煤礦井下消防、灑水設(shè)計是煤礦井下安全生產(chǎn)的重要保證。在煤炭行業(yè)不斷發(fā)展的當(dāng)今時代，對于井下消防安全的要求也逐漸提高，國家頒發(fā)的《煤礦安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》也在日漸改進(jìn)。在實際生產(chǎn)中，并不能保證所有煤礦都會遵章守紀(jì)以及不可避免的突發(fā)性情況，所以，在消防灑水井下作業(yè)中所面臨的問題也是不盡相同的。

1井下灑水給水系統(tǒng)的設(shè)計

1．1噴霧降塵

將有壓力的水通過霧化噴嘴，形成覆蓋一定區(qū)域的密集水霧，從而對各種煤礦生產(chǎn)防塵、防火、滅火。在井下煤倉放煤口、卸煤站、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載點和采煤面都安裝自動噴霧裝置，在控制粉塵濃度的前提下，就可以讓巷道的粉塵受到控制。在液壓支架移駕時普通的采礦工作中應(yīng)當(dāng)用KZP－G型號的自動噴霧裝置，此裝置是由主機(jī)、傳感器、電磁閥和噴霧器等組合而成，每8個支架中間會安插一組噴霧的裝置，每一組安放四個噴嘴，而每個噴嘴的0．03L/s－0．10L/s;水壓為1．0MPa－2．0MPa。經(jīng)過對神東煤礦補(bǔ)連塔煤礦使用此裝置的調(diào)查，該裝置使用時間在10h－12h中，降塵率在80%以上，并且設(shè)備的靈敏度很高，幾乎沒有故障。在綜合機(jī)械化采礦工作中的降塵，我們優(yōu)先考慮的是煤炭科學(xué)研究總院重慶分院所開發(fā)的YDPF型多功能自動控制閥裝置，因為該裝置是通過每個支架的液壓聯(lián)動達(dá)到噴霧降塵的。此裝置的移動霧化噴嘴是每個支架安裝4個;而在放煤口的每個支架也安裝4個。當(dāng)此裝置設(shè)計為每只噴嘴的水流量為0．097L/s，水的壓力達(dá)到1．8MPa時，并且每天的工作時間為4h－8h這樣所產(chǎn)生的工作效果是最佳的。在煤礦巷道定位噴霧的所有裝置中，目前采用了現(xiàn)階段較流行的KHC7型礦用自動防塵裝置，我們在這個裝置上安裝上不同的傳感器，就會適應(yīng)各種情況的煤塵所帶來的不同效果。如果在收稿日期:2016－04－05作者簡介:張宇(1982－)，男，本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)在陜西省何家塔煤礦從事煤礦給排水供熱工作。KHC7型礦用自動防塵裝置上如搭配上KGT17－LX系列傳感器，就可以充分的運(yùn)用在炮采、炮掘工作爆破時的強(qiáng)噴霧降塵，當(dāng)我們設(shè)定每個噴嘴水流量為0．3L/s，水壓為0．8MPa－1．0MPa，是最完美的工作效果，從而實現(xiàn)了由地面到中心的自動噴霧降塵體系。

1．2煤層灑水

在礦井中，可以在采煤前向被采的煤層灑水，緩解在煤過程中產(chǎn)生的煤塵。煤層的注水量取決于煤層的地質(zhì)情況，一般每噸煤的注水量為20L－30L。參照國內(nèi)外注水的經(jīng)驗，注水壓力應(yīng)當(dāng)將水壓控制為中低壓長時間注水，滲水性較強(qiáng)的煤層采用3MPa的低壓，滲水性較弱的煤層采用3MPa－10MPa的中壓，如果有必要，可以再增高壓力到大于10MPa。灑水作業(yè)的工作時間由注水作業(yè)與采煤作業(yè)平行、交錯而定。

1．3特定風(fēng)流凈化水幕

在礦井井下巷道內(nèi)，漂浮著無數(shù)的煤塵和巖塵，可以使用的最佳方法是風(fēng)流凈化水幕。風(fēng)流凈化水幕是由若干噴頭組成，將其安裝在采煤工作面的回風(fēng)巷處、掘進(jìn)工作面裝車點下風(fēng)向20m的地方，配上LZS－PG型光控水幕裝置，裝置間距控制在200m，水壓為5MPa，噴頭用水量為1．3L/s，從而在井下巷道橫斷面上形成一層水幕。在鄭煤集團(tuán)告成煤礦的調(diào)研中，降塵率在90．6%以上。

1．4清洗井下巷道

井下所有主要運(yùn)輸通道，包括總回風(fēng)巷道以及主要回風(fēng)巷道、采集區(qū)域的回風(fēng)巷道和皮帶運(yùn)輸巷道、挖掘工作表面及周圍以及所有煤塵可能匯集的巷道都是必須進(jìn)行沖洗的，發(fā)生煤塵爆炸的主要原因就是沒有定期沖洗巷道內(nèi)的煤塵，導(dǎo)致煤塵沉積，難以消除。所有的巷道內(nèi)一般都會安裝消防給水管道，也可以用消防給水管道內(nèi)的水對巷道進(jìn)行沖洗，關(guān)于沖洗所用到的用水量設(shè)定為0．4L/s－0．6L/s，水壓為0．3MPa－0．5MPa，日工作時間為6h－8h。陜西省何家塔煤礦是近水平斜井，礦井垂直深度80m，機(jī)械化采掘，皮帶運(yùn)輸巷道為8000m，其中順槽皮帶4000m盤區(qū)運(yùn)輸皮帶2000m主斜井皮帶2200m。針對此煤礦分析皮帶巷道起火的原因以及防治工作。皮帶巷道起火的原因有:沒有按照相關(guān)煤礦安全生產(chǎn)的規(guī)定，致使阻燃皮帶面長期摩擦發(fā)熱而起火;安全保護(hù)裝設(shè)施不完善，巷道內(nèi)的環(huán)境惡劣造成皮帶與托輥摩擦而起火。我們?yōu)榱艘种七@種不必要的皮帶起火現(xiàn)象，間接性的對皮帶巷道采用自動停機(jī)，添加潤滑，讓皮帶巷道可以在自行發(fā)熱后能夠自動噴出水來，從而起到降溫的作用。定期務(wù)必加強(qiáng)對皮帶巷道的徹底檢查。

2井下消防給水及滅火系統(tǒng)設(shè)計

2．1地面消防水池設(shè)計

消防水池一般設(shè)在消防管道入井處，它的作用是儲備消防用水。消防用水是不能與其他用水共用一個儲水池的，即使共用也應(yīng)采取措施確保消防用水不為他用。何家塔煤礦所設(shè)計的消防水池總?cè)莘e在600m3距離井底垂直距離約160m，其所能供應(yīng)的水量和水壓完全符合煤礦消防需求。

2．2井下消防管道與消火栓的設(shè)置及供水量

井下消防與灑水對水質(zhì)的要求是一樣的，因此從經(jīng)濟(jì)原則出發(fā)，采用消防、灑水合一的管道設(shè)計為宜。在鋪設(shè)管道的時候，盡量保持水管水流方向與風(fēng)向一致，管道必須延伸到可以對全部用水點進(jìn)行供水的全部地方，如主要的運(yùn)輸巷、上山與下山的巷內(nèi)、采煤工作面運(yùn)輸與回風(fēng)巷、挖掘內(nèi)巷道等等地方，每隔100m安裝一個控制閥。對于水管閥門的設(shè)計要考慮到現(xiàn)實需要，對于易產(chǎn)生火災(zāi)的地方要有專門設(shè)計。井下消火栓的供水量就是由礦井的生產(chǎn)能力來衡量的。當(dāng)消火栓的供水量達(dá)到5L/s時，礦井的生產(chǎn)能力為0．9Mt/a，當(dāng)消火栓的供水量達(dá)到7．5L/s時，礦井的生產(chǎn)能力在1．2Mt/a－3．0Mt/a中間，當(dāng)消火栓的供水量達(dá)到10L/s時，礦井生產(chǎn)能力為4Mt/a。當(dāng)火災(zāi)危險程度增加時，消火栓供水量應(yīng)當(dāng)控制在5L/s－10L/s的范圍內(nèi)是最為合適的，此時井下消火栓出口壓力應(yīng)為0．35MPa－0．50MPa;工作時間6h。

2．3井下消防滅火系統(tǒng)的設(shè)置

對于火災(zāi)應(yīng)提早做好防范措施，自動噴水滅火系統(tǒng)裝置一般設(shè)置于容易發(fā)生火災(zāi)的位置，如帶式輸送機(jī)的機(jī)頭機(jī)尾上。此裝置的具體操作就是感溫探測器和感煙探測器探測到過熱的熱度以及過濃的煙霧時，探測器就會向報警控制器發(fā)出信息，雨淋閥就會自動開啟，致使灑水噴頭就會向外噴水，從而滅火。自動噴水滅火裝置的綜合測試設(shè)計數(shù)據(jù)為:噴水強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8L/(min/㎡)，巷道的最佳長度為14m－18m，灑水噴頭的出口處壓力應(yīng)為0．1MPa－0．2MPa為最佳，最長作業(yè)噴水時間為2h。針對立井或斜井的采礦環(huán)境，采用水噴霧隔火裝置進(jìn)行滅火。水噴霧隔火裝置普遍為三層噴霧裝置，每層的間距為3m－5m，每層安裝噴頭2個－3個，工作時間為6h。通過水噴霧隔火裝置可以斷開井上與井下之間的火災(zāi)關(guān)系。

3結(jié)語

井下消防、灑水系統(tǒng)都是煤礦作業(yè)安全保證的重中之重。面對錯綜復(fù)雜的井下環(huán)境，如何根據(jù)不同各個煤礦礦區(qū)的特殊之處，來設(shè)計出最適合的井下消防及灑水系統(tǒng)的方案，一定得不斷優(yōu)化設(shè)計，不斷完善相關(guān)設(shè)計才能為開采挖掘煤礦資源提供安全、可靠的環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

［1］喬奶平．礦井防滅火及其防治措施［J］．山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報，2012，04．

作者：張宇 單位：陜西省何家塔煤礦