《煤炭工業給水排水設計規范》(GB 50810—2012)應用探討

張源野

(中煤天津設計工程有限責任公司，天津 300120)

1 概 述

近年來，住房和城鄉建設部和國家質量監督檢驗檢疫總局陸續聯合發布的與給水排水專業有關的規范有《煤炭工業給水排水設計規范》(GB 50810—2012)[1](以下簡稱《煤水規》)，《煤炭工業礦井設計規范》(GB 50215—2015)[2](以下簡稱《礦規》)，《煤炭洗選工程設計規范》(GB 50359—2016)[3](以下簡稱《選規》)等。這些規范、標準涉及面廣，專業程度深，對不少問題有獨到的見解，這些規范應用到礦井、選煤廠的設計中時，個別條文的理解應用就會出現疑惑。 我國煤炭資源分布很廣，東部、南部、西部、北部地區礦井的地質條件，地下水資源分布以及礦區所在地區的公共基礎設施情況各不相同，在此情況下給水排水專業設計人員難以把握規范的精髓，疑問與矛盾相繼產生。新版《礦規》和《選規》刪除了關于地面建筑消防章節或所述很少，而《煤炭洗選工程防火設計規范》遲遲未能發布，現行《煤水規》對一些地面福利建筑、生產建筑的生活、生產、消防給水排水規定的又不是很詳細，這樣就需要把各規范融匯貫通，應用到日常工作中，解決實際設計問題。

國內一些設計者針對現行規范提出了一些較為可行的觀點和思路[6-14]，取得了較好的效果。經研究對比發現，目前仍有一些問題需要詳細討論，以便指導設計，提高對規范的運用能力，減少錯漏碰缺，提高工作效率。

2 規范應明確或調整的內容

2.1 《煤水規》第2.2.1第4款

井下避難系統人員用水量，應按井下避難人員每天8～10L計算，每天用水時間按24h。

井下采區永久避難硐室一般設置1～2座，臨時避難硐室設置2～4座，按照永久硐室100人，臨時硐室20人計算，每天最大需水量為2.8m3。供水管道流速常按照1～2m/s、下井管路常按照DN100計算，反推設計流量16L>10L。國內很多煤礦采用邊采邊掘的作業方式，供水量需求相應增加，再考慮井下避難時操作慌亂導致浪費等因素，筆者建議《煤水規》改版此條規定的用水定額應增加，宜為20～30L，也方便管路系統設計。

2.2 《煤水規》第2.2.11條

《煤水規》第2.2.11條中表2.2.11-1選煤用水水質標準與《選規》第15.2.9條選煤用水水質指標個別指標差異較大。

表1 選煤用水水質標準

表2 選煤用水水質指標

《煤水規》與《選規》在選煤用水水質指標上，僅懸浮物粒度(灑水除塵)項和pH值，兩本規范要求一致，其他項不盡相同，尤其是生產補充水的指標有較大差異。對于新建選煤廠項目設計可以從嚴執行，但是對于一些改擴建選煤廠項目，執行哪本規范則又出現了疑惑。若執行表2標準，那么對改擴建項目已有的煤水處理工藝及設備將帶來極大的不確定性，且一般改擴建項目場地緊張，幾乎沒有空間實施煤水處理工藝的技改，對于煤水處理系統技改的投資也將是影響甲方決策的一個關鍵因素。若執行表1標準，對選煤廠一些精密用水設備必然不利，造成設備、管道淤堵，影響生產使用效率。

筆者認為，兩本規范都是現行標準，《煤水規》為2012年執行，《選規》為2016年執行，從執行年份上來說，《選規》更近，要求更高。從生產的角度來說，選煤廠主工藝為選煤系統，煤水處理工藝僅為輔助生產系統，輔助系統必須為主工藝系統提供滿足要求的配套設施，不能因小失大，影響生產。筆者建議《煤水規》改版時應充分考慮選煤廠對用水水質的要求，和《選規》應能平行一致，更好的指導設計。

2.3 《煤水規》第2.4.1條

第2.4.1條中水池調節容量表與《選規》第15.2.10條高位水池、高位水箱、水塔調節容量表不協調。

《煤水規》水池調節容量見表3，《選規》高位水池、高位水箱、水塔調節容量見表4。

表3 水池調節容量

《選規》規定的更加細致，分項也較多，水池容積對總圖占地，工程投資雖有一定影響，但影響不大。一旦制水系統發生故障，過小的調節容積則不能保證人員生活、工業生產的需要。為保證供水系統的安全性、可靠性，對于新建選煤廠或者是改擴建項目，設計應遵循《煤水規》規定。

表4 高位水池、高位水箱、水塔調節容量

2.4 《煤水規》第2.6.4條

煤礦筒倉宜按單個倉體體積與倉上建筑之和確定室外消防水量；封閉式儲煤場宜根據其儲量按室外堆場計算室外消防水量。

《煤水規》并未明確給出封閉式儲煤場和室外堆場室外消防水量數值以及計算方法。查詢《消水規》第3.4.12條和表3.4.12，煤與焦炭一欄，室外消防水量按總儲量和堆放形式(露天或半露天堆放)區分，儲量在100～5000t時，室外消火栓流量為15L/s，儲量大于5000t時，室外消火栓量為20L/s。參考2006版《火力發電廠與變電站設計防火規范》(GB 50229—2006)(已作廢)和《火力發電廠與變電站設計防火標準》(GB 50229—2019)關于封閉儲煤場室外消防水量的規定，結合《消水規》相關規定，設計人員平時設計封閉儲煤場室外消防水量時，應按20L/s確定。

尿β2微球蛋白（U-β2-MG）廣泛存在于血漿、尿液、腦脊液及初乳中。正常情況下，β2-MG合成和釋放非常恒定，不受年齡、性別等因素的影響。β2-MG相對分子量小、不與血漿蛋白結合，可由經腎小球濾過，被近曲小管重吸收并降解。自身免疫性疾病、慢性肝炎、惡性腫瘤等疾病能夠促進機體合成大量β2-MG，排除這些疾病后，血清β2-MG水平升高可反映腎小球濾過率下降、腎小管重吸收功能受損，可作為評價腎臟濾過功能。

煤炭儲存的火災危險主要來源于其有自燃的特性，但煤的自燃是需要經過90d左右的聚熱潛伏期才會發生。根據我國煤炭生產建設50余年的經驗來看，封閉式儲煤場儲存的不論是原煤還是洗后煤，發生自燃的概率很低。目前封閉式儲煤場設計均要求配套煤溫監測系統、可燃氣體監測系統與火災報警系統，對封閉式儲煤場實時監控，在線傳輸報警數據，煤炭燃燒也不像其他易燃物迅速燃燒形成大面積火場。因此筆者建議《煤水規》改版時應將封閉儲煤場室外消防水量明確為20L/s。

筆者近年設計以及總承包管理數個封閉式儲煤場，并且調研多家煤礦、電力企業，沒有發現儲量5000t以下的封閉式儲煤場，儲量均為10萬噸級上下。根據國務院《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》和生態環境部的要求，煤礦、電力企業的煤炭儲存幾乎已經沒有露天或者半露天堆放型式，全部為封閉式儲存。作為國家環保政策的一項專門應對措施，封閉式儲煤場近些年應運而生，而對應的技術規范也應及時跟進，緊貼國家相關產業政策，體現規范的前瞻性、指導性與權威性。

2.5 《煤水規》第2.6.5條

《煤水規》第2.6.5條第2款，下列建筑物或部位可不設置室內消火栓給水系統；第4小點：矸石倉、矸石輸送機棧橋、運矸地道、不通行的封閉罩帶式原煤輸送機棧橋、場地范圍外的原煤帶式輸送機棧橋。

此條規范規定的是可以不設室內消火栓給水系統的建筑物或部位，但不夠明確。由于煤炭行業沒有專門的防火設計規范，《煤炭洗選工程設計防火規范》遲遲未能發布，參考2006版《選規》(已作廢)，第15.2.4條以及條文解釋，洗后煤、矸石燃點很高，不易成為火源，可不設室內消火栓給水系統。同理，洗后煤的副產品煤泥，經水洗后其硫分、灰分很低，含水量和燃點也較高，煤泥中轉儲存時間一般為15d左右，故其不易成為火源。所以筆者建議《煤水規》改版時應明確煤泥構筑物等均可不設室內消火栓給水系統。

2.6 《煤水規》第2.6.6條

《煤水規》第2.6.6條中封閉式儲煤場應設置固定滅火器、消火栓或自動消防炮滅火系統。當采用消火栓系統時，消火栓用水量應采用10L/s、2股水柱。

封閉式儲煤場儲存的物質主要是煤炭，煤炭燃燒是隱燃，不會形成大面積火場，而且容易撲滅，也就是說當采用消火栓系統可以滿足室內消防的要求時，室內消防設置消火栓給水系統與滅火器即可。當采用消火栓系統不能滿足室內消防要求時，設置消防炮系統與滅火器也能滿足要求。

對于此條規定設置自動消防炮滅火系統，筆者認為此條規定不妥。首先自動消防炮滅火系統有較多分系統支撐，包括火災監測，紅外探測，自動定位等。火災時水流指示器動作發出報警信號，開啟電動閥通水滅火等步驟，一層一層的邏輯關系較為復雜，任何一個環節出現問題就能影響整個系統的可靠性與安全性。紅外探測器與自動定位器安裝要求極高，微小的偏差就能導致探測與定位不一致或者定位失敗的情況，將出現消防炮頭一直在旋轉定位或者噴水噴不到著火點的情況，嚴重時將影響封閉式儲煤場滅火救災。其次自動消防炮滅火系統控制復雜，安裝與維護工作量大且繁瑣，需要配備對自動消防炮滅火系統很熟悉的操作人員，而煤礦企業配備的消防人員往往又達不到要求。自動消防炮滅火系統造價高，其自動化程度雖然較高，但就現階段技術水平而言，比手動消防炮的可靠性差。條文規定采用消火栓滅火系統時的消防水量僅為10L/s，同時參考《火力發電廠與變電站設計防火標準》GB50229—2019中第7.1.5條和表7.1.8，規定室內儲煤場采用固定消防炮和水炮的說法，說明采用手動滅火方式是可行的，手動消防炮具有操作簡單，效率高的優勢。煤炭燃燒主要是隱燃，不會形成大面積火場，采用手動消防炮滅火是可以接受的。基于以上分析，筆者建議《煤水規》改版時將條文修改為：封閉式儲煤場應設置固定滅火器、消火栓或固定消防炮滅火系統。當采用消火栓系統時，消火栓用水量應采用10L/s、2股水柱。選用自動消防炮還是手動消防炮，根據具體設計項目具體分析確定。

2.7 《煤水規》第2.6.7條

《煤水規》第2.6.7條中表2.6.7規定的室內消火栓用水量，規定的不夠全面。礦井、選煤廠地面生產建筑較多，表中所列建筑物偏少，比如很常見的轉載點、井口房等未做出明確規定。筆者建議《煤水規》改版時可參考《火力發電廠與變電站設計防火標準》(GB 50229—2019)，盡量將各個建構筑物適用的消防設施，滅火器配備列表展示，更加清晰、明確的指導專業人員開展設計。

另外，大多數礦井在遠離主工業場地建設一個相對獨立的小型風井場地，場地內建設風機房、井口房、配電室等可燃物很少或者不宜采用水滅火的建筑。筆者參與的幾個項目設計，事先和主導專業溝通，盡量把風機房、井口房等建筑面積做到300m2以下，室內配置滅火器等消防器材。室外消防設計沒有明確依據，《建筑設計防火規范》(2018年版)也找不到明確對應的條文。

目前《煤水規》也沒有這樣的規定，對設計人員造成了很大的困惑。從主工業場地敷設管網至獨立的風井場地，首先要校核主工業場地的供水系統到達風井場地之后的流量和壓力，還要為管網敷設增加臨時征地、占地，平時檢修也比較困難。現實情況是與村民打交道也不容易，稍有不慎就會導致企、民矛盾，造成不良社會影響，嚴重時甚至影響生產。風井場地建筑物少，可燃物少，新建消防水池及泵房，則投資、占地費用大大提高，增加了業主方資金壓力。如果《煤水規》規定了需要設置水滅火消防系統，則按照規范要求設計水池泵房，甲方也不會就此糾纏。

基于以上分析和實際工作面臨的問題，筆者建議《煤水規》改版時增加此條規定：新建和改建的遠離主工業場地的風井場地，耐火等級為一、二級且可燃物較少的單、多層丁、戊類建筑時，室內、外消防系統可采用移動滅火器材、消防砂箱等措施；當可燃物較多且占地面積大于300m2時，應采取水消防滅火措施。

3 結論及建議

《煤水規》對給水排水行業設計起到了標準化、高效化、專業化的作用。有些條文結合具體項目應用時又有待商榷和討論。在煤炭行業沒有專門防火設計規范的背景下，該規范作為煤炭領域設計規范，亟待修改與完善。完善后《煤水規》條文規定應更加明確清晰，指導設計人員開展標準化設計。筆者提出以下幾點建議，供廣大專家學者以及給水排水專業設計人員共同交流、討論。

1)《煤水規》應增加井下避險系統供水定額；建議按每人每天20～30L考慮，也方便供水設置及管路系統設計。

2)《煤水規》應與《選規》在選煤用水水質指標上平行一致；建議按《選規》規定修改《煤水規》。

3)《煤水規》應與《選規》在水池調節容積上盡量趨同，《煤水規》修訂時可充分考慮《選規》規定。

4)《煤水規》應明確封閉式儲煤場的室外消防用水量；建議按20L/s考慮。

5)《煤水規》應增加可不設置室內消火栓給水系統的范圍；建議增加與洗后煤、煤泥相關建構筑物等可不設室內消火栓給水系統。

6)《煤水規》應修改封閉儲煤場設置自動消防炮滅火系統的規定。建議《煤水規》改版時將條文修改為：封閉式儲煤場應設置固定滅火器、消火栓或固定消防炮滅火系統。當采用消火栓系統時，消火栓用水量應采用10L/s、2股水柱。

7)《煤水規》應增加表2.6.7內容，礦井常見的井口房、轉載點等建、構筑物室內消火栓用水量規定不全面；沒有主工業場地之外獨立設置風井場地的消防滅火系統內容。建議明確礦井地面建筑常見的井口房、轉載點等建、構筑物室內消火栓用水量按10L/s設計；建議新增條文：新建和改建的遠離主工業場地的風井場地，耐火等級為一、二級且可燃物較少的單、多層丁、戊類建筑時，室內、外消防系統可采用移動滅火器材、消防砂箱等措施；當可燃物較多且占地面積大于300m2時，應采取水消防滅火措施。