《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB 50810—2012)應(yīng)用探討

張源野

(中煤天津設(shè)計工程有限責(zé)任公司，天津 300120)

1 概 述

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

國內(nèi)一些設(shè)計者針對現(xiàn)行規(guī)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(jīng)研究對比發(fā)現(xiàn)，目前仍有一些問題需要詳細討論，以便指導(dǎo)設(shè)計，提高對規(guī)范的運用能力，減少錯漏碰缺，提高工作效率。

2 規(guī)范應(yīng)明確或調(diào)整的內(nèi)容

2.1 《煤水規(guī)》第2.2.1第4款

井下避難系統(tǒng)人員用水量，應(yīng)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(qū)永久避難硐室一般設(shè)置1～2座，臨時避難硐室設(shè)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(shè)計流量16L>10L。國內(nèi)很多煤礦采用邊采邊掘的作業(yè)方式，供水量需求相應(yīng)增加，再考慮井下避難時操作慌亂導(dǎo)致浪費等因素，筆者建議《煤水規(guī)》改版此條規(guī)定的用水定額應(yīng)增加，宜為20～30L，也方便管路系統(tǒng)設(shè)計。

2.2 《煤水規(guī)》第2.2.11條

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

表1 選煤用水水質(zhì)標準

表2 選煤用水水質(zhì)指標

《煤水規(guī)》與《選規(guī)》在選煤用水水質(zhì)指標上，僅懸浮物粒度(灑水除塵)項和pH值，兩本規(guī)范要求一致，其他項不盡相同，尤其是生產(chǎn)補充水的指標有較大差異。對于新建選煤廠項目設(shè)計可以從嚴執(zhí)行，但是對于一些改擴建選煤廠項目，執(zhí)行哪本規(guī)范則又出現(xiàn)了疑惑。若執(zhí)行表2標準，那么對改擴建項目已有的煤水處理工藝及設(shè)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(tǒng)技改的投資也將是影響甲方?jīng)Q策的一個關(guān)鍵因素。若執(zhí)行表1標準，對選煤廠一些精密用水設(shè)備必然不利，造成設(shè)備、管道淤堵，影響生產(chǎn)使用效率。

筆者認為，兩本規(guī)范都是現(xiàn)行標準，《煤水規(guī)》為2012年執(zhí)行，《選規(guī)》為2016年執(zhí)行，從執(zhí)行年份上來說，《選規(guī)》更近，要求更高。從生產(chǎn)的角度來說，選煤廠主工藝為選煤系統(tǒng)，煤水處理工藝僅為輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)必須為主工藝系統(tǒng)提供滿足要求的配套設(shè)施，不能因小失大，影響生產(chǎn)。筆者建議《煤水規(guī)》改版時應(yīng)充分考慮選煤廠對用水水質(zhì)的要求，和《選規(guī)》應(yīng)能平行一致，更好的指導(dǎo)設(shè)計。

2.3 《煤水規(guī)》第2.4.1條

第2.4.1條中水池調(diào)節(jié)容量表與《選規(guī)》第15.2.10條高位水池、高位水箱、水塔調(diào)節(jié)容量表不協(xié)調(diào)。

《煤水規(guī)》水池調(diào)節(jié)容量見表3，《選規(guī)》高位水池、高位水箱、水塔調(diào)節(jié)容量見表4。

表3 水池調(diào)節(jié)容量

《選規(guī)》規(guī)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(tǒng)發(fā)生故障，過小的調(diào)節(jié)容積則不能保證人員生活、工業(yè)生產(chǎn)的需要。為保證供水系統(tǒng)的安全性、可靠性，對于新建選煤廠或者是改擴建項目，設(shè)計應(yīng)遵循《煤水規(guī)》規(guī)定。

表4 高位水池、高位水箱、水塔調(diào)節(jié)容量

2.4 《煤水規(guī)》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(jù)其儲量按室外堆場計算室外消防水量。

《煤水規(guī)》并未明確給出封閉式儲煤場和室外堆場室外消防水量數(shù)值以及計算方法。查詢《消水規(guī)》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(qū)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(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50229—2006)(已作廢)和《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火標準》(GB 50229—2019)關(guān)于封閉儲煤場室外消防水量的規(guī)定，結(jié)合《消水規(guī)》相關(guān)規(guī)定，設(shè)計人員平時設(shè)計封閉儲煤場室外消防水量時，應(yīng)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(jié)合，可由經(jīng)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(zāi)危險主要來源于其有自燃的特性，但煤的自燃是需要經(jīng)過90d左右的聚熱潛伏期才會發(fā)生。根據(jù)我國煤炭生產(chǎn)建設(shè)50余年的經(jīng)驗來看，封閉式儲煤場儲存的不論是原煤還是洗后煤，發(fā)生自燃的概率很低。目前封閉式儲煤場設(shè)計均要求配套煤溫監(jiān)測系統(tǒng)、可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)與火災(zāi)報警系統(tǒng)，對封閉式儲煤場實時監(jiān)控，在線傳輸報警數(shù)據(jù)，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(guī)》改版時應(yīng)將封閉儲煤場室外消防水量明確為20L/s。

筆者近年設(shè)計以及總承包管理數(shù)個封閉式儲煤場，并且調(diào)研多家煤礦、電力企業(yè)，沒有發(fā)現(xiàn)儲量5000t以下的封閉式儲煤場，儲量均為10萬噸級上下。根據(jù)國務(wù)院《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》和生態(tài)環(huán)境部的要求，煤礦、電力企業(yè)的煤炭儲存幾乎已經(jīng)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(huán)保政策的一項專門應(yīng)對措施，封閉式儲煤場近些年應(yīng)運而生，而對應(yīng)的技術(shù)規(guī)范也應(yīng)及時跟進，緊貼國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，體現(xiàn)規(guī)范的前瞻性、指導(dǎo)性與權(quán)威性。

2.5 《煤水規(guī)》第2.6.5條

《煤水規(guī)》第2.6.5條第2款，下列建筑物或部位可不設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)；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(guī)范規(guī)定的是可以不設(shè)室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的建筑物或部位，但不夠明確。由于煤炭行業(yè)沒有專門的防火設(shè)計規(guī)范，《煤炭洗選工程設(shè)計防火規(guī)范》遲遲未能發(fā)布，參考2006版《選規(guī)》(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(shè)室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。同理，洗后煤的副產(chǎn)品煤泥，經(jīng)水洗后其硫分、灰分很低，含水量和燃點也較高，煤泥中轉(zhuǎn)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(guī)》改版時應(yīng)明確煤泥構(gòu)筑物等均可不設(shè)室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。

2.6 《煤水規(guī)》第2.6.6條

《煤水規(guī)》第2.6.6條中封閉式儲煤場應(yīng)設(shè)置固定滅火器、消火栓或自動消防炮滅火系統(tǒng)。當(dāng)采用消火栓系統(tǒng)時，消火栓用水量應(yīng)采用10L/s、2股水柱。

封閉式儲煤場儲存的物質(zhì)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(dāng)采用消火栓系統(tǒng)可以滿足室內(nèi)消防的要求時，室內(nèi)消防設(shè)置消火栓給水系統(tǒng)與滅火器即可。當(dāng)采用消火栓系統(tǒng)不能滿足室內(nèi)消防要求時，設(shè)置消防炮系統(tǒng)與滅火器也能滿足要求。

對于此條規(guī)定設(shè)置自動消防炮滅火系統(tǒng)，筆者認為此條規(guī)定不妥。首先自動消防炮滅火系統(tǒng)有較多分系統(tǒng)支撐，包括火災(zāi)監(jiān)測，紅外探測，自動定位等?；馂?zāi)時水流指示器動作發(fā)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(guān)系較為復(fù)雜，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就能影響整個系統(tǒng)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(dǎo)致探測與定位不一致或者定位失敗的情況，將出現(xiàn)消防炮頭一直在旋轉(zhuǎn)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(zāi)。其次自動消防炮滅火系統(tǒng)控制復(fù)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(tǒng)很熟悉的操作人員，而煤礦企業(yè)配備的消防人員往往又達不到要求。自動消防炮滅火系統(tǒng)造價高，其自動化程度雖然較高，但就現(xiàn)階段技術(shù)水平而言，比手動消防炮的可靠性差。條文規(guī)定采用消火栓滅火系統(tǒng)時的消防水量僅為10L/s，同時參考《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火標準》GB50229—2019中第7.1.5條和表7.1.8，規(guī)定室內(nèi)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(yōu)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?；谝陨戏治觯P者建議《煤水規(guī)》改版時將條文修改為：封閉式儲煤場應(yīng)設(shè)置固定滅火器、消火栓或固定消防炮滅火系統(tǒng)。當(dāng)采用消火栓系統(tǒng)時，消火栓用水量應(yīng)采用10L/s、2股水柱。選用自動消防炮還是手動消防炮，根據(jù)具體設(shè)計項目具體分析確定。

2.7 《煤水規(guī)》第2.6.7條

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

另外，大多數(shù)礦井在遠離主工業(yè)場地建設(shè)一個相對獨立的小型風(fēng)井場地，場地內(nèi)建設(shè)風(fēng)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(shè)計，事先和主導(dǎo)專業(yè)溝通，盡量把風(fēng)機房、井口房等建筑面積做到300m2以下，室內(nèi)配置滅火器等消防器材。室外消防設(shè)計沒有明確依據(jù)，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018年版)也找不到明確對應(yīng)的條文。

目前《煤水規(guī)》也沒有這樣的規(guī)定，對設(shè)計人員造成了很大的困惑。從主工業(yè)場地敷設(shè)管網(wǎng)至獨立的風(fēng)井場地，首先要校核主工業(yè)場地的供水系統(tǒng)到達風(fēng)井場地之后的流量和壓力，還要為管網(wǎng)敷設(shè)增加臨時征地、占地，平時檢修也比較困難?，F(xiàn)實情況是與村民打交道也不容易，稍有不慎就會導(dǎo)致企、民矛盾，造成不良社會影響，嚴重時甚至影響生產(chǎn)。風(fēng)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(yè)主方資金壓力。如果《煤水規(guī)》規(guī)定了需要設(shè)置水滅火消防系統(tǒng)，則按照規(guī)范要求設(shè)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(guī)》改版時增加此條規(guī)定：新建和改建的遠離主工業(yè)場地的風(fēng)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(nèi)、外消防系統(tǒng)可采用移動滅火器材、消防砂箱等措施；當(dāng)可燃物較多且占地面積大于300m2時，應(yīng)采取水消防滅火措施。

3 結(jié)論及建議

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

1)《煤水規(guī)》應(yīng)增加井下避險系統(tǒng)供水定額；建議按每人每天20～30L考慮，也方便供水設(shè)置及管路系統(tǒng)設(shè)計。

2)《煤水規(guī)》應(yīng)與《選規(guī)》在選煤用水水質(zhì)指標上平行一致；建議按《選規(guī)》規(guī)定修改《煤水規(guī)》。

3)《煤水規(guī)》應(yīng)與《選規(guī)》在水池調(diào)節(jié)容積上盡量趨同，《煤水規(guī)》修訂時可充分考慮《選規(guī)》規(guī)定。

4)《煤水規(guī)》應(yīng)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(guī)》應(yīng)增加可不設(shè)置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的范圍；建議增加與洗后煤、煤泥相關(guān)建構(gòu)筑物等可不設(shè)室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。

6)《煤水規(guī)》應(yīng)修改封閉儲煤場設(shè)置自動消防炮滅火系統(tǒng)的規(guī)定。建議《煤水規(guī)》改版時將條文修改為：封閉式儲煤場應(yīng)設(shè)置固定滅火器、消火栓或固定消防炮滅火系統(tǒng)。當(dāng)采用消火栓系統(tǒng)時，消火栓用水量應(yīng)采用10L/s、2股水柱。

7)《煤水規(guī)》應(yīng)增加表2.6.7內(nèi)容，礦井常見的井口房、轉(zhuǎn)載點等建、構(gòu)筑物室內(nèi)消火栓用水量規(guī)定不全面；沒有主工業(yè)場地之外獨立設(shè)置風(fēng)井場地的消防滅火系統(tǒng)內(nèi)容。建議明確礦井地面建筑常見的井口房、轉(zhuǎn)載點等建、構(gòu)筑物室內(nèi)消火栓用水量按10L/s設(shè)計；建議新增條文：新建和改建的遠離主工業(yè)場地的風(fēng)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(nèi)、外消防系統(tǒng)可采用移動滅火器材、消防砂箱等措施；當(dāng)可燃物較多且占地面積大于300m2時，應(yīng)采取水消防滅火措施。