火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

何麗微

（中煤科工集團沈陽設(shè)計研究院有限公司，遼寧沈陽 110015）

煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)由煤炭加工、矸石處理、材料和設(shè)備輸送等構(gòu)成，其中地面煤炭加工系統(tǒng)有受煤、篩分、破碎、選煤、儲存、裝車等主要環(huán)節(jié)。煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備種類繁多，而且煤礦在生產(chǎn)和儲運過程中產(chǎn)生大量可燃性粉塵，容易引發(fā)火災(zāi)事故。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是一種安裝在建筑物或其他場所，使人們能及早發(fā)現(xiàn)火情并采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)的自動消防設(shè)備，是人們撲救火災(zāi)的有力工具，對于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)起到了非常重要的作用。

1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的構(gòu)成

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是根據(jù)煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模和建筑物的特點等因素建立起來的，通常由火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕、火災(zāi)聲光警報器、分布式光纖測溫系統(tǒng)、消防專用電話、消防應(yīng)急廣播、手動火災(zāi)控制盤、消防炮系統(tǒng)、火災(zāi)報警控制器、消防聯(lián)動控制器、消防控制室圖形顯示裝置、消防電源、可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)等組成[1]。

2 消防控制室的設(shè)置

1）消防控制室的設(shè)置要求。煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)置的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)或是自動滅火系統(tǒng)，通常具有消防聯(lián)動控制功能，因此大都需要設(shè)置消防控制室。消防控制室是煤礦地面生產(chǎn)工程中消防系統(tǒng)的信息中心、控制中心、日常運行管理中心和各自動消防系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視中心，也是發(fā)生火災(zāi)和日常火災(zāi)演練時的應(yīng)急指揮中心。不同的工程項目有時會根據(jù)實際需要，將消防控制室與生產(chǎn)調(diào)度室或其他弱電系統(tǒng)的控制室合用，這種情況下消防系統(tǒng)的設(shè)備就需要集中設(shè)置在一起，并且要與其他設(shè)備之間設(shè)置非常明顯的間隔。當(dāng)工程規(guī)模較大，占地或工程占線特別長時，也可能需要設(shè)置多個消防控制室，需要確定哪個是主消防控制室、哪個是分消防控制室。主消防控制室能夠顯示共用消防設(shè)備的狀態(tài)信息，并且能實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)共同的消防設(shè)備的控制；主消防控制室還要能顯示各分消防控制室內(nèi)消防設(shè)備的狀態(tài)信息，能夠控制分消防控制室內(nèi)的消防設(shè)備，以及其對應(yīng)的消防系統(tǒng)和設(shè)備；各分消防控制室內(nèi)的消防設(shè)備之間不能夠相互控制，但是可以相互傳輸和顯示狀態(tài)信息。

2）消防控制室內(nèi)的主要設(shè)備。消防控制室內(nèi)通常設(shè)置火災(zāi)報警控制器、消防聯(lián)動控制器、可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)主機、消防控制室圖形顯示裝置、分布式光纖測溫系統(tǒng)主機、消防專用電話總機、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)控制裝置、消防應(yīng)急廣播控制器、消防電源、消防炮主機、手動控制盤等設(shè)備。消防控制室內(nèi)必須設(shè)有用于火災(zāi)報警的外線電話。

3 設(shè)備選擇與設(shè)置

3.1 火災(zāi)探測器的選擇

1）生活、辦公類建筑火災(zāi)探測器的選擇。對于綜合樓、辦公樓、宿舍、調(diào)度樓等生活、辦公類建筑，根據(jù)建筑的用途、層高、建筑特點等選擇相適應(yīng)的點型感煙、感溫或復(fù)合型探測器。如辦公樓的廳堂、辦公室、計算機房、通信機房、樓梯、走道、車庫、檔案室、宿舍房間等均適宜選擇點型感煙探測器。

2）生產(chǎn)類建筑火災(zāi)探測器的選擇。對于生產(chǎn)類的建、構(gòu)筑物，探測器的選擇需要綜合考慮建筑的層高、用途、設(shè)備特點、空間布局以及物料的特性、探測器的適用范圍等諸多因素。配電室可安裝點型感煙探測器；泵房等濕度較大的地方，可采用點型感溫火災(zāi)探測器；對于運煤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運站、碎煤機室、運煤棧橋等建筑，根據(jù)發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，可采用纜式線性感溫探測器[2]。纜式線型感溫探測器還適用于電纜橋架、電纜溝、電纜隧道、電纜豎井、電纜夾層等電纜敷設(shè)的場所，以及不適合安裝點型探測器的悶頂、夾層，各種帶式輸送機等場所。特別是對于帶式輸送機，在長距離煤炭輸送系統(tǒng)中，帶式輸送機動則幾公里甚至幾十公里長，將纜式線型感溫探測器敷設(shè)在帶式輸送機托輥兩側(cè)，能起到非常好的火災(zāi)探測預(yù)警作用[3]。纜式線型感溫探測器在皮帶輸送裝置上敷設(shè)示意圖如圖1。而分布式光纖感溫探測器以其測量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有抗電磁干擾能力強，在高電磁環(huán)境中可以正常工作，且靈敏度高，測量精度高、壽命長，成本低等優(yōu)點，在煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。對于筒倉的倉上和倉下、汽車卸煤坑的地下部分、帶式輸送機的暗道等地下場所，應(yīng)增設(shè)可燃?xì)怏w探測器，主要是選用一氧化碳探測器和甲烷探測器。

圖1 纜式線型感溫探測器在皮帶輸送裝置上敷設(shè)示意圖

3.2 手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)需要設(shè)置手動火災(zāi)報警按鈕以方便人們發(fā)現(xiàn)火情時迅速給系統(tǒng)發(fā)出信號，手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置要依據(jù)防火分區(qū)的劃分進(jìn)行，每1 個防火分區(qū)至少設(shè)1 個。設(shè)置于建筑出入口處或疏散通道等明顯而且便于操作的地方，并要實現(xiàn)從1 個防火分區(qū)內(nèi)的任何地方，到最近的手動火災(zāi)報警按鈕，其步行距離要小于等于30 m。手動火災(zāi)報警按鈕可以采用壁掛的安裝方式，底邊距地面高度設(shè)置為1.3～1.5 m，為了便于識別需設(shè)置明顯標(biāo)志。

3.3 火災(zāi)警報器的設(shè)置

火災(zāi)警報器設(shè)置在建筑的明顯部位，如建筑內(nèi)部拐角、轉(zhuǎn)載站、破碎樓、帶式輸送機棧橋樓層的樓梯口等。火災(zāi)警報器設(shè)置的位置盡量均勻，聲壓級要高于60 dB；在環(huán)境噪聲高于60 dB 的場所，聲壓級比背景噪聲要高出15 dB[4]。

3.4 消防應(yīng)急廣播揚聲器及消防專用電話的設(shè)置

1）在生產(chǎn)車間和綜合樓、辦公樓內(nèi)需設(shè)置消防應(yīng)急廣播，當(dāng)揚聲器設(shè)置場所的環(huán)境噪聲高于60 dB 時，在播放范圍內(nèi)最遠(yuǎn)點的聲壓級，應(yīng)比背景噪聲至少高15 dB。

2）消防專用電話網(wǎng)絡(luò)必須要獨立設(shè)置消防通信系統(tǒng)。消防控制室的內(nèi)部要設(shè)消防專用電話主機。消防專用電話系統(tǒng)的多線制系統(tǒng)，每個電話分機需單獨進(jìn)行與總機連接。消防專用電話分機應(yīng)設(shè)置在以下場所：變配電室、消防水泵房、主要通風(fēng)和空調(diào)機房、計算機網(wǎng)絡(luò)機房以及操作滅火控制系統(tǒng)裝置的地方或廠區(qū)消防站、消防控制室、調(diào)度室、消防電梯機房，或者與消防聯(lián)動控制有關(guān)的部位。消防電話分機要安裝在方便使用的明顯部位，安裝時要固定牢，為了與普通電話區(qū)分開，應(yīng)有明顯標(biāo)識。

3.5 模塊的設(shè)置

報警區(qū)域內(nèi)要設(shè)置模塊箱，由金屬材料制成，模塊需設(shè)置在對應(yīng)報警區(qū)域的模塊箱中，并且要集中。配電（控制）柜（箱）內(nèi)不可設(shè)置模塊。模塊與報警區(qū)域內(nèi)的設(shè)備對應(yīng)控制，不能跨報警區(qū)域控制。防爆場所設(shè)置的模塊需安裝在防爆箱內(nèi)。

3.6 特殊場所設(shè)備的選型及分系統(tǒng)主機的配置

1）對于生產(chǎn)或儲運原煤、褐煤的封閉式帶式輸送機棧橋、轉(zhuǎn)運站、破碎樓、暗道、儲煤場等封閉場所，火災(zāi)報警系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備應(yīng)采用粉塵防爆型，并根據(jù)實際所選擇的報警設(shè)備需求配置安全柵等相關(guān)元器件。

2）分布式光纖測溫系統(tǒng)、可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)、消防炮所連接的上位機工作站，可根據(jù)工程規(guī)模及實際需要進(jìn)行配置。

3.7 其它設(shè)備的設(shè)置要求

手動火災(zāi)報警按鈕、火災(zāi)探測器或模塊等設(shè)備，要連接到消防聯(lián)動控制器或火災(zāi)報警控制器上，火災(zāi)報警控制器所連接的設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)，不能大于3 200 點；每1 條總線回路所連接的設(shè)備總數(shù)不宜大于200 點；消防聯(lián)動控制器或火災(zāi)報警控制器（聯(lián)動型）所連接的設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)，不應(yīng)大于1 600 點，每1 條聯(lián)動總線回路所連接的設(shè)備總數(shù)不宜大于100 點；無論是火災(zāi)報警控制器還是消防聯(lián)動控制器，所連接設(shè)備和地址總數(shù)都要留有不少于額定容量10%的余量[5]。

總線斷路隔離器能夠避免分支線路短路對整個系統(tǒng)正常工作的影響，因此規(guī)定每只總線短路隔離器所保護的探測器、報警按鈕和模塊等消防設(shè)備數(shù)量的總和不可大于32 個；在跨越防火分區(qū)時，總線上也要設(shè)置總線短路隔離器。

4 導(dǎo)線選擇及線路敷設(shè)

1）對于50 V 以下供電的控制線路以及傳輸線路，需采用電壓等級不低于交流300/500 V 的銅芯銅芯電纜或絕緣導(dǎo)線。對于交流220/380 V 的供電和控制線路，采用電壓等級不低于交流450/750 V 的銅芯電纜或銅芯絕緣導(dǎo)線[6]。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的供電線路、消防聯(lián)動控制線路采用耐火銅芯電線電纜，報警總線、消防應(yīng)急廣播和消防專用電話等傳輸線路采用阻燃或阻燃耐火電線電纜。

2）線路暗敷設(shè)時，需要對線路進(jìn)行穿管保護，保護管可采用金屬管、可撓（金屬）電氣導(dǎo)管，要敷設(shè)在不燃燒體的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，對于保護層厚度要求是不小于30 mm；線路明敷設(shè)時，采用金屬管、可撓（金屬）電氣導(dǎo)管或金屬封閉線槽保護。礦物絕緣類不燃性電纜可明敷。敷設(shè)線路時盡量避開可能受到的機械損傷、振動、腐蝕、紫外線照射以及可能受熱的地方，不能避開時要采取預(yù)防措施[7]。

3）不同電壓等級的線纜不應(yīng)穿入同一根保護管內(nèi)[8]，當(dāng)合用同一線槽時線槽內(nèi)應(yīng)有隔板分隔。

4）所有連接消防系統(tǒng)設(shè)備的信號線以及控制電纜、電線等的選型必須滿足消防局的要求，阻燃或耐火型控制電纜、電線，要求質(zhì)量可靠。所有線槽均采用耐火線槽；金屬線槽穿過防火分區(qū)及樓層時應(yīng)在安裝完畢后，將其用防火材料封堵。

5 結(jié)語

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在煤炭開采、洗選及煤炭儲存、運輸中占據(jù)著重要的地位。科學(xué)合理有效地設(shè)置高科技智能化防火系統(tǒng)，合理地進(jìn)行火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)備配置，在投入使用后要確保萬無一失。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)也將向網(wǎng)絡(luò)化、智能化及多樣化方向發(fā)展，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)將形成報警、救援、管理及服務(wù)等多種功能，成為煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)安全保障的重要組成部分。