矿井综合防尘设计手册.docx
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矿井综合防尘设计手册
一、矿井综合防尘标准及要求--------------------------2
二、井下消防洒水管道及管道规格选型------------------3
三、煤矿井下消防洒水设计规范（国标GB50383-2006）----5
四、压风自救、隔爆水棚、防尘喷雾使用管理规定----25
五、矿井防尘设计（实例）------------------------------28
一、矿井综合防尘标准及要求
1、矿井建立完善综合防尘系统，东轨道大巷、胶带大巷、总回风巷、采煤工作面的进风巷与回风巷、掘进巷道、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等都必须设置防尘供水管路。
皮带运输机巷防尘管路每隔50m安设一个三通阀门，总回风巷、轨道运输巷每隔100m安设一个三通阀门，管路不得出现跑、冒、滴、漏，阀门开关灵活。
2、规范管理，明确责任。
对防尘供水管路的三通阀门进行编号管理，每个巷道配备不少于50m长的洒水软管，便于巷道冲尘。
3、综采工作面安装使用智能架间喷雾除尘系统。
4、井下所有运煤转载点都必须安装洒水降尘装置，每个运煤转载点洒水降尘装置的喷头数不得少于2个，悬挂在转载点的前上部600mm处，迎风流方向45°，喷雾直接对准落煤点，挂牌管理，责任人为转载点运输机司机，做到煤干洒水，煤湿不洒水。
5、矿井主要进风大巷及回风巷、采煤工作面进回风巷、掘进工作面的迎头、喷浆机回风流下方5m范围内都必须安装风流净化水幕，责任单位为该地段的管辖单位。
6、采掘头面风流净化水幕安装位置要求。
（1）采煤工作面风流净化水幕的具体位置：
A、采煤工作面进风巷内设置两道全断面水幕，第一道水幕在采煤工作面进风巷口向里10～15m范围内；第二道水幕在采煤工作面进风巷安全出口以外30m范围内。
B、采煤工作面回风巷内至少设置三道全断面水幕，第一道水幕在采煤工作面回风巷安全出口以外30m范围内；第二道水幕与第一道水幕间距不得大于20m；第三道水幕在采煤工作面回风巷口下风侧10～15m范围内。
（2）掘进工作面风流净化水幕的具体位置：
A、掘进工作面刚开口时在开口位置的下风侧10～15m范围内设置一道全断面风流净化水幕。
B、掘进工作面掘进长度超过50m不超过80m时，应在掘进巷道内设置一道全断面风流净化水幕，水幕距迎头距离不得超过50m；掘进工作面掘进长度超过80m时，应在该掘进巷道内增加两道全断面风流净化水幕，第一道水幕距迎头距离不得超过50m，第二道水幕与第一道水幕间距不得大于20m，且第三道水幕在巷道回风口10～15m范围内。
7、风流净化水幕安装要求：
（1）水幕实行挂牌管理，责任到人；
（2）水幕雾化后应封闭巷道全断面，且雾化效果好；（3）水幕开关阀门布置在行人侧便于开关的位置，高度适宜；（4）水幕开关阀门灵敏可靠，不漏水（滴水不成线）；（5）水幕要固定在顶板上，不得来回摆动；（6）水幕安装位置距巷道顶板距离不得超过100毫米（可以根据巷道的实际形状加工相应的水幕）。
8、风流净化水幕的使用要求：
采面拉架、打眼（湿式打眼除外）、割煤、出煤期间必须打开采面回风巷内的所有全断面风流净化水幕投入使用；掘进工作面放炮、打眼（湿式打眼除外）、割煤、扒渣、出渣期间必须打开该掘进巷道内的所有全断面风流净化水幕投入使用；回采工作面回风巷第三道水幕和掘进工作面开口位置下风侧10～15m范围内的水幕在该采掘工作面出干煤（渣）时正常打开使用。
9、洒水设施开关要安装在有固定（或相对固定）人员作业地点附近，便于操作。
采面回风巷第一、二道全断面风流净化水幕有机巷溜子司机负责开关（放炮作业时有放炮员负责开关）；采面回风巷第三道全断面风流净化水幕有机巷一部皮带司机负责开关。
掘进工作面风流净化水幕有耙渣机或掘进机司机负责开关（放炮作业时有放炮员负责开关）。
10、割煤机、掘进机上必须有内外喷雾装置，外喷雾装置不少于3个喷头，雾化能覆盖滚筒。
11、坚持定期冲尘和清扫粉尘，不得出现煤尘堆积。
矿井总进风巷、采区进回风巷每月冲扫一次；采面风机巷和开拓掘进巷道每10天冲洗一次，每次冲尘时，冲尘单位要填写巷道冲尘记录，并妥善保存备查。
采面及距采面50m机风巷范围内、掘进工作面迎头向后50m范围内必须班班冲尘（每班要指定专人负责，便于考核）。
对于产尘量较大的作业地点，要缩短冲尘周期，保证不出现煤尘堆积现象。
12、井下所岩巷工作面都必须使用湿式打眼；炮采和炮掘工作面必须执行放炮使用水炮泥、放炮前后洒水和冲洗巷帮制度，同时加强开采作业产尘地点个体防护措施，采煤机司机、综掘机司机、移架工、打眼工（湿式打眼时除外）、喷浆工作业时必须佩戴防尘口罩。
二、井下消防洒水管道及管道规格选型
（一）管材选用及敷设方式
井下消防洒水管路采用枝状管网，管材采用GS-SP（W）-TEP型井下用环氧树脂涂层复合钢管，管道及闸阀采用法兰连接，管道敷设用管道支架固定在巷道侧壁上。
（二）管径选型
1.用水量详细计算
由于井下发生火灾时，井下洒水的很大一部分用水点来不及关闭，在一段时间内仍然消耗系统的水量，为保障供水，井下消防洒水管路系统考虑井下洒水和灭火的可能最大组合用水量。
（1）采煤工作面用水量计算：
①采煤机喷雾：
2.5L/s
②水幕：
4×0.1L/s=0.4L/s
③移架喷雾：
0.58L/s
④转载点喷雾：
2×0.33L/s=0.66L/s
⑤煤层注水:
2.4L/s
⑥破碎机喷雾：
0.25L/s
⑦给水栓2个：
2×0.3L/s=0.6L/s
Q=7.39L/s
在胶带顺槽靠近胶带运输巷处设有胶带输送机机头，并设有固定灭火装置（7.5L/s）及水幕（0.4L/s）和转载点喷雾装置（0.33L/s），考虑同时使用三个消火栓，消火栓流量为7.5L/s。
回采工作面消防、洒水总用水量Q=23.12L/s
（2）掘进工作面用水量计算：
①掘进机喷雾：
1.33L/s
②水幕4道：
4×0.1L/s=0.4L/s
③转载点喷雾：
2×0.33L/s=0.66L/s
④锚喷：
0.42L/s
⑤给水栓1个：
1×0.3L/s=0.3L/s
Q=3.11L/s
（3）总用水量计算：
轨道、回风大巷每3000m使用一个给水栓，胶带输送大巷每1000m使用一个给水栓，给水栓按巷道均匀出流考虑；转载点2处，设置喷雾系统；回风大巷、胶带大巷、溜煤眼下风方向均设置风流净化水幕。
总用水量为Q=23.12+3.11+0.9+0.66+1.6=29.39L/s
2.管径选型
公式：
D=2
×1000
式中：
Q--流量m3/sv--速度m/sD--管径mm
（1）工作面管径选型
Q=23.12L/sv取2.5m/s
D=2
×1000=2
×1000=108.5mm
（2）总管径选型
主斜井进口Q=29.39L/s，v取2.5m/s
D=2
×1000=2
×1000=122.4mm
取DN=125mm，即由静压清水池进入主斜井井的总管道管径为D133×4.5。
井下消防、防尘洒水材料见表5-3-3。
表5-3-3井下消防、防尘洒水材料一览表
序号
名称
规格
单位
数量
1
SP（W）-TEP-KM295
D133×4.5
米
950
2
SP（W）-TEP-KM295
DN125
米
1110
2
SP（W）-TEP-KM295
DN100
米
2300
3
SP（W）-TEP-KM295
DN80
米
1700
4
SP（W）-TEP-KM295
DN70
米
1800
5
SP（W）-TEP-KM295
DN50
米
500
6
SP（W）-TEP-KM295
DN20
米
100
7
橡胶软管
DN25
米
200
8
消火栓
SN50
套
8
9
鸭嘴喷雾器
d15
个
7
10
圆锥洒水器
d15
个
5
11
手动水幕
DN50
套
9
12
自动灭火装置
DN25
套
3
13
闸阀
DN150，PN1.6MPa
个
9
14
闸阀
DN100，PN1.6MPa
个
7
15
闸阀
DN80
个
3
16
闸阀
DN70
个
2
17
闸阀
DN50
个
95
18
闸阀
DN20
个
15
井下消防洒水设备及管道平面图详见图（AZ1272-845-1）。
三、煤矿井下消防、洒水设计规范（国标GB50383-2006）
公告
第436号
建设部关于发布国家标准
《煤矿井下消防、洒水设计规范》的公告
现批准《煤矿井下消防、洒水设计规范》为国家标准，编号为GB50383--2006，自2006年11月1日起实施。
其中，第1.0.3、3.1.1、3.1.2（2、4）、4.2.3、4.2.4、5.1.3、5.2.1、5.2.2、5.2.3、5.4.1、5.4.3、6.1.1、6.1.8、6.1.9、6.3.1、9.1.1（3）、9.3.2、10.0.6条（款）为强制性条文，必须严格执行。
二00六年六月十九日
前言
本规范是根据建设部建标函[2005]124号文件“关于印发《2005年工程建设标准规范制定、修订计划（第二批）》的通知”的要求，由煤炭工业邯郸设计研究院会同有关单位共同编制的。
编制过程中，编写组进行了调查研究，广泛征求意见，参考国内外有关资料，反复修改，最后由中国煤炭建设协会组织审查定稿。
本规范共分十章和六个附录。
内容包括：
总则，术语、符号，水量、水压、水质，水源及水处理，给水系统，用水点装置，水力计算，管道，加压泵站，自动控制等。
本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范的主编单位、参编单位和主要起草人：
主编单位：
煤炭工业邯郸设计研究院
参编单位：
煤炭科学研究总院重庆分院
北京华宇工程有限公司
主要起草人：
张泊刘雷霆冯冠学查名扬桂宁
李德文王长元万小清阎建国刘俊
1总则
1.0.1为了统一煤矿井下消防、洒水的设计原则和标准，提高设计质量，制定本规范。
1.0.2本规范适用于设计生产能力0.45Mt/a及以上的新建、改建及扩建煤矿的井下消防、洒水设计。
1.0.3矿井必须建立完善的井下消防管路系统和防尘供水系统。
1.0.4井下消防、洒水设计应做到安全可靠、技术先进、经济合理、使用方便。
1.0.5井下消防、洒水系统的建设必须与矿井建设实现设计、施工、投入生产和使用三同时．
1.0.6井下消防、洒水系统设计应适应矿井的特点，并与矿井的采煤、掘进、运输、通风、动力等系统的设计相互协调。
1.0.7井下消防、洒水系统设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1井下消防、洒水fireprotecting，sprinklinginundergroundcoalmine
特指用于矿井井下灭火、防尘、冲洗巷道、设备冷却及混凝土施工等用途的给水系统及其功能。
2.1.2喷雾waterspraying
压力水通过雾化喷嘴，形成颗粒直径10～200μm的密集水雾，以一定的速度和雾化角喷出，覆盖一定的区域。
常用于各种产尘场合的防尘及某些场合的防火、灭火。
水通过采掘机械截割机构的内部，直接从截齿（附近）喷出水雾称为内喷雾。
用于采掘机械截割机构的外部向扬尘区喷出水雾称为外喷雾。
采掘工作面实施爆破后立即用喷雾装置向产尘处喷雾，从而防止粉尘扩散的防尘方法称为放炮喷雾。
2.1.3湿式凿岩wetdrilling
用凿岩机打眼时，将压力水通过凿岩机送入孔内，以湿润、冲洗并排出产生的岩粉，从而减少粉尘飞扬的施工方法，用于在煤层上打眼的湿式煤电钻起着类似的防尘作用。
2.1.4煤层注水waterinfusionforthecoalseam
向煤层中打钻孔并注人压力水，以湿润煤体，减少生产过程中煤尘的产生及飞扬。
2.1.5水幕watercurtain
由安装在巷道内的一组雾化喷嘴组成、产生充满巷道横断面的密集水雾，起着风流净化作用的防尘设施。
2.1.6给水栓wateroutlet
由安装在供水管道上的三通和带阀门的支管组成的软管接口。
用于连接用水设备或引水冲洗巷道。
2.1.7消火栓hyrant
用于连接消防水龙带、水枪等消防器材，组成手持软管灭火系统的给水栓。
2.1.8固定灭火系统fixedextinguishingsystems
自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、水喷雾隔火装置等针对特定设备和特定火灾发生场所的成套灭火装置。
2.1.9服务半径servingradius
通过软管从给水栓引水所能达到的最远距离。
消火栓的服务半径又称保护半径。
用水点waterconsumingpoint
需要用水的井下灭火装备、防尘设施、冲洗巷道及混凝土施工的工作地点；或井下消防、洒水系统供水管道上的各种用水设备和器材的接管处。
用水项waterconsumer
井下消防、洒水系统的水在某一用水点的某一种用途。
最不利点theextremepressurepoint
在水压随着系统压力变化而变化的各个用水点或局部管段中，水压最先高于允许上限或最先低于允许下限的部分。
最不利点一般出现在管网的始端、末端、地形最高或最低处以及某些对水压有特殊要求的地方。
水头waterhead
单位重量水的机械能。
有压力水头、流速水头和位置水头三种形式。
水头以米（水柱高）为单位。
静压供水gravitywatersupply
从地势高处的水池或水仓接管，利用几何高差把水送至用水点并提供资用水头的供水方式。
动压供水watersupplybypump
利用加压设备加压送水的供水方式。
静水压力taticwaterpressure
洒水系统中充满不流动的水时，某管段或用水点的水压力。
动水压力movingwaterpressure
洒水系统正常工作时用水点或管道中的压力。
井下水源waterresourcelocatedundergroundincoalmine
在井下巷道或硐室中，通过钻孔取用深部岩层的地下水或收集、取用矿井井下涌水的供水水源。
地面水源surfacewaterresource
从地面通过管道将水送入井下的水源。
2.2符号
A——管道横截面面积；
C——阻力系数；
d——管道内径；
dj——计算管径；
DN——公称管径；
g——重力加速度；
H——水头；
△h——水头损失；
hJ——局部阻力水头损失；
i——水力坡度，单位管长的水头损失；
K——常数、系数；
N——荷载；
n——管壁粗糙系数；
P——水压；
Q——流量、用水量；
q——设施的用水量；
R——水力半径；
t——时间；
ν——水的计算流速；
Z——几何高度；
r——水的容重；
δ——管道壁厚；
[σ]——管材许用应力；
Ф——管子的焊缝系数。
3水量、水压、水质
3.1水量
3.1.1煤矿井下消防、洒水系统的最大设计日用水量应为井下消防用水量与井下洒水日用水量之和。
3.1.2煤矿井下消防用水量计算应符合下列规定：
1井下同一时间的火灾次数应按一次考虑。
一次火灾消防用水量应按下式计算：
Qx＝
0.06qiti（3.1.2）
式中Qx——井下一次火灾消防用水量（m3）；
0.06——从L/min换算到m3/h的常数；
qi——某消防用水项的流量指标（L/min）；
ti——某用水项的火灾延续时间（h）。
2一个矿井井下消火栓总流应按7.5L/s计算。
每个消火栓的计算流量应按2.5L/s计算。
火灾延续时间应按6h计算。
3固定灭火装置的用水量应按下列规定计算：
1）当成套购置定型产品时，其用水量应采用该设备生产厂提供的用水量参数。
2）当井下采用的固定灭火装置为非标准设计时，应根据保护范围的面积、设计喷嘴数量和喷水强度计算。
设计参数应根据试验资料选取。
3）上述装置的灭火延续时间应按2h计算。
4消防储备水量应按一次火灾消防用水总量计算。
消防储备水池补充水的流量应按补充时间不超过48h计算。
3.1.3井下洒水日用水量，应按下式计算：
Qd=K
0.06qiti
式中Qd——井下洒水日用水量（m3/d）;
K——富余系数，取1.25～1.35；
qi——某用水项的流量指标（L/min）;
ti——某用水项一天中的使用时间（h）。
3.1.4需要进行煤层注水的矿井，其煤层注水的用水量计算应符合下列规定：
1静压注水应根据工作面产量按吨煤注水量计算。
吨煤注水量应采用试验结果，无试验数据时可根据煤层特性在20～35L范围内取值。
2动压注水应按本条第1款计算的用水量确定注水泵的型号，并以设计选定的注水泵的额定流量纳入总用水量计算。
3注水时间应采用试验结果。
无试验数据时，在注水与采煤平行作业的情况下可按每天16h或18h计算，在注水与采煤交错作业的情况下可按每天8h计算。
4注水孔施工用水的水量应按本规范3.1.5条第3款第1）项的规定计算。
3.1.5采掘工作面的洒水用水量应根据不同采掘方法按下列要求确定：
1普采、综采、综放工作面的洒水用水量计算应符合下列规定：
1）采煤机的内、外喷雾及冷却水总流量应按设备的设计流量计算。
在缺乏有关资料时可参考附录A取值。
在配备喷雾泵的情况下应按喷雾泵的额定流量计算。
2）支架喷雾、放顶煤喷雾、装煤机喷雾、溜煤眼喷雾的流量均宜按喷嘴的数量和单个喷嘴的流量计算。
各计算参数的确定，应符合本规范第6.3.2条的规定。
3）无资料时各项用水的每日工作时间可取下列数值：
普采喷雾泵站10h；
综采喷雾泵站8h；
综放喷雾泵站8h；
移架喷雾10h（普采工作面无此项）；
放顶煤喷雾8h（普采及综采无此项）；
装煤机喷雾12h；
溜煤眼喷雾12h。
2机掘工作面的洒水除尘用水量计算应符合下列规定：
1）掘进机喷雾及冷却用水量宜按机组或喷雾泵额定流量取值，但不得低于80L/min。
在缺乏资料时可取80L/min。
日工作时间按10h计算。
2）装岩机除尘用水量应按本条第3款第3）项的规定计算。
3炮采及普掘工作面的洒水除尘用水量计算应符合下列规定：
1）湿式煤电钻或凿岩机，每台用水量应根据技术资料取值，无资料时可取5L/min，每日工作时间按8h计算。
2）放炮喷雾的单位时间用水量宜按喷雾设备的额定流量取值，缺乏资料时可取20L/min，每日工作时间按2h计算。
3）装煤机、装岩机喷雾用水量宜按喷嘴流量及数量计算。
各计算参数的确定，应符合本规范第6.3.2条的规定。
每日工作时间按10h计算。
3.1.6净化风流水幕及转载点、煤仓、溜煤眼等处的喷雾降尘用水量宜按喷嘴用水量计算。
各计算参数的确定，应符合本规范第6.3.2条的规定。
运输大巷中的喷雾设施每日工作时间可按18～24h计算，采区内的其他设施每日工作时间可按16h计算。
3.1.7井下混凝土施工用水量应按混凝土搅拌机的数量计算.每台用水量可取25L/min，每日工作时间可按10h计算。
3.1.8冲洗巷道用水量应按下列各部位同一时间使用的给水栓数量计算：
1采掘工作面附近每个工作面使用1个；
2转载点附近每2个转载点使用1个；
3胶带输送机巷道每1000m使用1个；
4各条顺槽，采区上、下山每2000m使用1个；
5轨道大巷及回风大巷每3000m使用1个。
每个给水栓用水量可按20L/min计算。
冲洗巷道每日工作时间可按3h计算。
3.1.9日用水量超过3m3的其他井下设备当从井下消防、洒水系统取水时，其用水量应根据设备的额定用水流量及每天工作时间计入。
3.2水压
3.2.1井下用水设施、设备的供水水压应根据用水设备的要求确定，并应符合下列要求：
1给水栓处及接入一般用水设备处的水压不应低于0.3MPa。
2接入凿岩机及湿式煤电钻的水压不应低于0.2MPa，且不应高于压缩空气的压力。
3接入加压泵站水箱或水池的进水口的水压不应低于0.02MPa。
4接入上述设施的水压不宜高于1.6MFa，否则应采取减压措施。
5采掘工作面采用水压达到0.4～10MPa的高压喷雾宜由高压喷雾泵提供。
接入高压泵的系统供水水压应符合本条第1款的规定。
6直接接入喷雾设施的水压不宜低于1.0Mpa.
3.2.2井下灭火时，消火栓栓口水压不应低于0.35MPa，也不应超过1.0MPa，出水压力超过0.5MPa时应采取减压措施。
3.2.3井下消防、洒水管道的静水压力不宜超过4.0MPa。
3.3水质
3.3.1井下消防、洒水用水的水质应满足各用水项的不同要求。
主要用水项的水质标准见附录B。
4水源及水处理
4.1 水源选择
4.1.1煤矿井下消防、洒水的水源应与整个矿井的水源相结合。
可采用一个水源或多个水源。
水源工程设计应符合国家现行标准《煤炭工业给水排水设计规范》MT/T5014的有关规定。
4.1.2井下消防、洒水的水源应符合下列规定：
1应有可靠的水量保证。
在只有一个单独水源时，水源的枯水期保证率应采用90%～95%；在开发多个水源时，其主要水源的枯水期保证率应大于90%。
2供水水质经处理后能达到井下消防、洒水水质标准的要求。
宜优先选择处理工艺简单或不经处理其水质就能满足要求的水源。
4.1.3选择水源应经过技术经济比较确定，并应符合下列规定：
1选择水源应符合节约天然水资源、有利于环境保护的原则。
2应优先考虑利用井下排水作为水源的可能性。
3地面水源工程位置的选择应综合考虑水文、环境、交通、供电及工程地质等因素。
4.1.4设计中选择井下排水作水源应考虑在井下排水未形成时建立临时水源的可能性；在井下水源可靠性不足时应考虑保留地面水源作为备用水源的可能性。
在矿井设计前期没有本矿井下排水量的实测资料时，可参考邻近矿井或其他有关的资料。
采用井田地质报告推算的井下涌水量数据时，应取充分的折减系数。
4.2水源工程
4.2.1地面水源工程应保证供水可靠、管理方便，并应使取水、净水、输水各个环节相互协调。
4.2.2在具备可靠性、安全性且经济合理时可开发井下水源。
4.2.3在井下就近取用深部含水层所含地下水时，应根据井下的水文地质条件，采用有效的技术措施，确保水源开发不会对矿井的安全构成威胁。
井下对承压较大的含水层打钻，应执行现行国家标准《矿山井巷工程施工及验收规范》CBJ213的规定。
4.2.4井下水源工程及设备硐室必须布置在稳定的岩层内，并结合井下巷道及设备布置统一考虑。
井下水源井的位置应根据相关的采煤设计资料及水文地质勘察资料确定。
前期设计确定的水源井位，施工前必须根据巷道现状及巷道施工中新探明的情况重新核定或调整。
4.2.5井下取水井所在硐室应有施工及检修的空间，其高度应满足水源井施工及维修时提升钻杆和井管的要求。
4.2.6当取用原水水质达到用水标准的井下涌水时，应建立与采、掘、运输等生产活动相隔离的保护区及专用的水仓。
不需进行处理的水从水源到水池或加压泵站不宜采用明沟输送。
4.3 水处理
4.3.1地面水源的净水工程应根据进水水质和井下消防、洒水水质标准选择合理的工艺流程。
各个水处理单元的设计参数及水处理构筑物的布置应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB50013、《室外排水设计规范》GB50014及《工业用水软化除盐设计规范》GB50050的有关规定。
4.3.2利用井下排水作水源时，宜设水处理站集中设置净水设施、酸性水的中和设施、腐蚀性高矿化度水的除盐设施。
井下水处理站的位置可根据矿井的井下条件、地面条件、环境的要求及处理后水的使用分配情况选择设于地面或井下。
4.3.3设于井下的水处理构筑物应根据井巷工程的特点进行布置，做到紧凑、便于管
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