周广锋 张福宪

摘 要：鹤岗市是一座因煤而起、因煤而兴的高寒地区的城市，随着时代的变迁，部分煤矿建筑老旧、设施老化、消防水源建设滞后，给安全生产带来风险。笔者结合鹤岗市国有煤矿消防水源实际，分析高寒地区消防给水存在的问题，并提出采用临时高压消防给水系统，生产生活用水合用，设置高位消防水箱等方式解决煤矿地面消防给水问题。

关键词：寒区;煤矿;消防给水

中图分类号：TD753 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0208-02

0 引言

近年来，随着煤矿生产建设规模的不断扩展，煤矿地面火灾事故时有发生，给国家、企业和煤矿员工家庭带来了经济财产损失和生命安全威胁。消防水源作为扑救初起火灾的重要基础设施建设至关重要，随着社会的发展，部分煤矿建设年代久远，消防水源建设存在盲点，新建煤矿消防水源未能同步建设，加之寒区消防水源受气候影响较大，给煤矿安全生产带来火灾安全风险。本文以黑龙江鹤岗市国有煤矿为例，分析寒区煤矿消防给水设施建设存在的问题及解决途径。

1 基本情况

1.1 气候条件

鹤岗市位于黑龙江省东北部，东经129°39′50″至132°31′00″，

北纬47°03′30″至48°21′00″，是一座因煤而起、因煤而兴的城市，气候受季风影响，冬季寒冷漫长，年平均气温为3.8℃，极端最低气温达零下37.7℃，属于典型的高寒地区。由于消防管网敷设受气候影响较大，室外管网在充水状态下极易结冰，室外消火栓不能发挥作用，造成消防给水系统瘫痪，严重制约初起火灾的扑救，不利于煤矿安全生产活动。

1.2 煤矿情况

鹤岗市煤炭储量达20多亿t，年产原煤1200万t，是黑龙江省四大煤城之一。现有国有煤矿9家，分别为峻德煤矿、兴安煤矿、富力煤矿、南山煤矿、益新煤矿、振兴煤矿、鸟山煤矿、岭北煤矿、新陆煤矿。除鸟山煤矿为新建煤矿外，其他煤矿均建设年代达10年以上，普遍存在办公建筑无专门消防用水，部分工业场所消防用水压力不足等消防水源建设欠账问题。

1.3 煤矿水源情况

煤矿的主要水源有矿井内排水、输干水、生活污水和由水源地引来的市政用水。煤矿防火设计中均要求设室内外消火栓系统，普遍采取地埋供水管网，供水形式为接入市政供水管网。为有效利用矿井内排水，实现煤矿井下消防、除尘及生活用水的需要，部分煤矿建立了净化水池、蓄水池、调节池，通过这些场所收集井下排水、天然雨水进行净化，并为其建环形供水管道供井下除尘、消防、生活等用水。

2 煤矿地面消防给水存在的主要问题

2.1 认识上不够重视

部分煤矿地面消防给水方面存在认识不到位，普遍存在重井下轻井上的思想，认为保障井下生产最重要，井下为主业，地面为辅业，在消防给水建设方面优先保障井下消防用水，地面消防给水建设方面则相对淡薄。

2.2 覆盖范围存在盲点

消防水源中消防管网的布置是否得当很大程度上影响灭火救援的覆盖面及灭火效率。煤矿单位一般厂区位置较偏、地势高差较大、场地范围广等特点，消防管网的布置容易产生覆盖盲点。随着煤矿地下采区的不断拓展，地面附属建筑也随之延伸，消防管网的覆盖范围未能及时同步建设，也容易产生覆盖盲点。经调研，鹤岗市部分煤矿地面办公建筑消防管网未设置较为普遍，市政消防管网压力不足问题也经常存在。

2.3 管道受气候影响大

高寒地区对于管道保暖有要求，地面消防管道的埋设必须有足够的埋深才能确保正常使用，一般要求设置在冻土层下才能达到防寒要求。经测算鹤岗地区冻土层达2.25m，经调研，鹤岗市部分煤矿消防管道有效埋深不足，部分煤矿消防管网敷设在地沟，无保温、伴热设备，冬季天气寒冷极易造成管道冻裂，造成无法提供消防水源。

2.4 新建给水系统耗资高

新建消防水池储水量大，工程造价高，占地面积大，加之寒区需建立保温性能的泵房和管线，煤矿地面下方设有矿井等地下建筑，新建管线和水池耗资较高。随着鹤岗市经济下行压力增大，煤炭行业生产成本提升，部分煤矿面临减产、整合，除新建煤矿外，老旧煤矿无规划投入大量资金专门对消防给水系统进行更新。

2.5 水源建设要求有重叠

《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）[1]要求超过300m2的厂区需设置室内外消火栓系统，一般煤矿均符合设置室内外消火栓的要求。《煤炭工业给水排水设计规范》MT/T5014规定，井下消防、洒水的水源应有可靠的水量保证，优先考虑利用井下排水作为水源的可能性。按照这样的要求，煤矿需要分别建有地面消防水池、井下消防水池，这些要求给单位消防水源建设方面需要统筹考量。

3 關于煤矿地面消防给水的规范要求

3.1 消防水质要求

《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）第4.1.2规定：消防水源水质应满足水灭火设施的功能要求。《建筑设计防火规范》（GB50016-2018）[2]和《煤炭工业给水排水设计规范》（MT/T5014-96）[3]，对消防水质都没有特殊要求，可以是井水、自来水、中水或其他杂水。《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）[4]第10.1.1条规定：系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。对水中悬浮物的粒径大小有要求，水的pH值应为6.0～9.0，不能含有易燃或可燃液体，给水水源的水质不应堵塞消火栓、报警阀、喷头等消防设施，影响其运行，通常消防给水系统的水质基本上达到生活水质的要求。

3.2 消防水源要求

消防水源是火灾救援的前提和保障，高寒地区消防水源一般分为2种，即地埋供水管网和消防蓄水池。《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2017）[5]第4.2.3条规定：环境温度低于4℃，或者高于70℃的场所应采用干式系统;10.1.3规定：严寒与寒冷地区，对系统内遭受冰冻影响的部分，应采取防冻措施;10.1.4规定：报警阀组前宜设环状供水管道。

3.3 消防水量要求

大部分煤矿矿井的排水口设有对应的调节池、蓄水池及净化水池。水池有效容积按井下一次火灾的全部用水量计算，但最小不能小于200m3，地面消防水池如果与其他用途水池合建，必须保证水池中的井下消防容积不被它用。

3.4 消防给水系统要求

消防给水系统主要由消防水源（市政管网、水池、水箱）、供水设施设备（消防水泵、消防稳压设施、水泵接合器）和给水管网（阀门）等构成。消防给水系统按水压分，可分为高压消防给水系统、临时高压消防给水系统和低压消防给水系统。按给水范围分，可分为独立消防给水系统和集中消防給水系统。临时高压给水系统，平时管网内水压不能满足最不利点消火栓的充实水柱，火灾时需启动消防水泵，使管网压力、流量达到灭火要求。与前两种给水系统相比，该系统在火灾时既能保证供水安全可靠，又能节约能耗，降低投资成本。

4 解决煤矿地面消防给水问题的建议

为解决煤矿地面消防给水问题，有效节约资金，做好煤矿消防给水系统改造工作，结合鹤岗市国有煤矿实际，提出以下建议。

（1）高度重视地面消防给水建设，纳入安全生产统筹考量。各煤矿要摒弃“重井下轻地面”的思想，将地面消防给水建设纳入安全生产整体考量，高度重视地面消防给水建设，将地面消防给水设施和井下消防给水建设统筹，纳入整体建设范畴，建设消防水池保障地面和井下消防用水的要求。

（2）生产生活用水与消防用水合用，利用净化水池作为消防水源。部分煤矿利用高效旋流一体化净化技术等原理、流程，将矿井水质量达到生活日用水的标准，用于黄泥注浆、井下消防洒水，实现节约成本的目的。鹤岗市各国有煤矿均建立了净化水厂，设置净化水池、蓄水池，实现24h不间断的提供水源，供水时间、水池储量、水质基本符合消防水源的要求。用生产、生活管道和消防管道合并给水系统管网，节约大量管材和投资。当消防给水与生活、生产给水合用时，设计流量应为消防给水设计流量与生活、生产用水最大小时流量之和，并确保采用消防用水量不作他用的技术措施。

（3）设置临时高压给水系统，在厂区建筑最高处设置高位水箱。在地面消防给水建设中，可考虑采取临时高压给水系统，利用消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求，当室外消防用水量大于25L/S时或室内消防给水设计流量大于10L/S时，设置性能与消防泵同样的备用泵。在厂区最高的建筑物最高处设置高位水箱，储存10min的室内消防用水量。设置增压设施确保高位消防水箱满足最不利点消火栓静水压力，以保证消防供水安全。工业建筑室内消防给水设计流量当小于或等于25L/S时，不应小于12m3，大于25L/S时，不应小于18m3。最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力，工业建筑不应低于0.10MPa，建筑体积小于20000m3时，不宜低于0.07MPa。

（4）设置干式地上式室外消火栓系统。干式消火栓系统可有效解决寒区消防管网低温冰冻问题，分段阀门的数量少、在非工作状态下管道不存在漏水问题，对煤矿生产影响较小。室外消火栓保护半径不应大于150m，出流量宜达到10～15L/S，寒区室外阀门井应设置永久性固定标识，并采取防冻措施。

（5）室外消防给水管网应布置成环状，管径不宜小于DN150。由于环状管网的干线彼此相通，水流四通八达，供水安全可靠，环状管网的输水干管不应少于两条，消防管道可设置与有地暖的地沟，与净化水池相连，确保全天候水流动，确保消防用水不间断和防冻。生产、生活用水量应按最大小时流量计算，消防用水量应按最大秒流量计算。环状管道应用阀门分成若干独立段，段内消火栓数量不宜超过5个，阀门应设在三通、四通分水处，并按（N-1）的数目原则设置。

（6）在消防水池或净化水池设置墙壁式消火栓。在煤矿消防水池及净化水池建筑构件上，设置墙壁式消火栓，在管道中设置消防水泵确保其墙壁式消火栓管道消防水源压力，配置消防水带，实现200m范围内消防用水要求。同时，在管道上配置泄水装置，确保使用完毕后，能将管道内残余水量进行泄除，以防冬季寒冷天气管道冻裂。

参考文献

[1] GB50094-2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[2] GB50016-2018，建筑设计防火规范[S].

[3] MT/T5014-96，煤炭工业给水排水设计规范[S].

[4] GB50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范[S].

[5] GB50084—2017，自动喷水灭火系统设计规范[S].