井下防材料库设计与消防器

井下防材料库设计与消防器本文通过编 制标准设计，经过耐7个局l5座生产一矿井和 10多个煤炭设计院的调查，介绍矿井下消防材料库的设计以及其中的消防器材的分类、适用范围、选型与配备标准l 有关规定及目前状况煤矿安全规程规定：“每一矿井必须在井上下设置消防材料库 ，井下消防材料库应装备消防列车”。煤炭部在(83)煤技字第1029号文件煤矿安全装备基本要求中指出：井下消防材料库必须备有消防列车、水泵、泡沫灭火器和其它灭火器材 ”原则上讲，所有执行煤矿安全规程的矿井，无论自燃严重与否及井型大小都必须在井下设置消防材料库。库房内应装备消防列车。并备有水泵、泡沫灭火器，打密闭材料和其它灭火器材。目前 国内使用的红阳四号井、潘集二号井和兴降庄矿等几项井下消防材料库通用设计(库房长度为20265m)，也是采用极其简单的、不装备消防列车的布置型式。这是不符合现行煤矿安全规程的要求的。2 消防器材的选型与配备井下消防器材可分为直接灭火器材、密闭材料和消防工具三大类。21 直接灭火器材211 各种灭火剂在井下的适用范围2111 二氧化碳灰灭火剂：二氧化炭灭火剂主要扑灭电气、精密仪器、贵重生产设备等发生的火灾。适用于井下水泵房、井下变电所、箕斗控制间、井下绞车房、移动变电整流站、充电硐室、电机车库、机械修理间、井下压风机房等场所内设置。2112 于粉灭火剂：于粉灭火剂可分为Bc类于粉(普通于粉)ABCD类于粉(通用于粉)和D类于粉 于粉灭火剂多用于扑敷可燃液体、可燃气体的电气火灾。适用于井下水泵房、井下变电所、箕斗停放间、暗井I=l及井底、井下绞车房、电气修理间、井下练采设备检修硐室、油类贮存硐室、电、气焊硐室、皮带修复硐室、液压动力装置供电硐室、充电硐室、井下爆破材料库、液压泵站等场所。2113 泡沫灭火剂、泡沫灭火剂用来扑救油脂类、木材等一般固体物质的初起火灾；不适用扑救纤维类、电器类、轻金属类火灾。可用于生产水平井底车场，箕斗停放间、暗井口及井底、电气修理间、电机车房、机械维修硐室，液压动力供电硐室，无极绳绞车硐室，工具室、油类贮存室、电、气焊硐室、皮带修复硐室、井下综采设备检修硐室，井下压风机硐室、井下爆破材料库、液压泵站等场所。2114 1211灭火器：1211灭火器主要用来扑救油类、电气、精密仪器、仪表的初起火灾。适用于井下水泵房、变电所、绞车房、移动变电站、综采设备及综掘设备等工作场所。212 灭火器的选型与配备灭火器的选型按其适用范围选取。矿井防灭火规范第27条规定：“井底车场、机电硐室、火药库、风动工具清洗硐室等火灾隐患严重的地点必须配备足够数量的灭火器材 。所以，井下灭火的配备要考虑两种情况： 在上述火灾隐患严重地点直接配备。根据灭火器的适用范围，每点可配24个灭火器； 在井下消防材料库内配备 库房内灭火器的储存量，一般考虑采掘工作面、采空区、老巷道、顺槽、胶带输机头、机尾处等地点， 同时只有一个点失火的情况，并适当考虑全矿井下各点的备用。不足时，由井上消防材料库补给213 消防列车的装备库房内必须装备消防列车。车内所装消防器材的品种和数量，只考虑用于直接灭火，不考虑打密闭所需的材料。如需打密闭，可再组装第二列消防列车。消防列车的装备数量，对于标准设计，按两种标准考虑； 对于布置有综采面的矿井，按8个15t标准固定式矿车配备； 对于布置有普采和炮采面的矿井，按8个lt标准固定式矿车配备。如果一个矿井既布置有综采面， 又布置有高档普采面，则按综采面考虑 以装备8辆标准固定式矿车为倒，消防车的编组(从前至后)如下：各种灭火器2个车，装水用2个车(两车箱底部用管子连通)，小型手动水泵和水龙带1个车，各种消防工具、各种水管和砂2个车，消防人员乘坐1个车。22 密闭材料密闭材料一般采用圆木、背板、荆笆、粘土、水泥和砖等材料。为赢得时间，迅速截断风流，抑制火势蔓延，当采用其它灭火措施失败后，有时用圆木、背板、荆笆、粘土等材料，在两侧进回风巷道内同时先打临时性密闭，然后再用砖、粘土(或水泥)打永久性密闭。井下消防材料库密闭材料的储存量，只考虑一个回采工作面失火时，同时封闭上、下顺槽所需要的材料消耗量。上、下顺槽净断面之和：综采面以22m 计，高档普采面和炮采面以14m。计。密闭嵌入围岩内。密闭木板和砖墙厚度分别以50ram和370ram 计。23 消防工具231 引水灭火工具：如消防水龙带、消防水枪、各种钢管、胶管及接管工具等，其作用是，将附近水源点上的水引来直接灭火。232 清理火场和打密闭工具：如铁锹、撬杠、木锯、铁锯、斧头、钢丝绳、瓦工工具等。233 防护工具：如灭火岩粉、安全带、救生绳、石棉毯、风筒布等。消防工具的配备数量以满足一个点失火使用为准。打密闭工具的配备数量以满足同时封闭上、下顺槽两个作业点使用为准，并适当留有备用。井下消防材料库存放消防器材的品种及数量，应根据各矿具体情况确定。本文仅提出配备消防器材时所要考虑的因素，以及兼顾各矿实际的一般标准。笔者曾对国内的科研、设计和生产部门进行调查。经对中南地区7个局、15个矿井及国内10多个煤炭设计院的调查资料分析，并参照矿井防灭火规范之规定，将井下消防材料库消防器材的品种及数量归纳如表1，供参考该表适用于一、二级自燃矿井。对于高沼气、煤尘有爆炸性、自燃特别严重的矿井，其品种和数量可适当增加。对于三、四级自燃矿井及南方小型矿井，其品种和数量可适当减少。3 库房布置型式和硐室设计31 库房布置型式并下消防材料库的布置型式较多。按其大类分，有巷道加宽式和硐室式两大类(见图1)；按消防列车是否进入库房，分为列车进入式和非进入式；按列车进出库房的方式分为单侧进出车和双侧进出车方式(见图1，a加宽非通过式和b加宽通过式)按库房内材料平台与存车线的相对位置分为，材料平台与存车线串联布置和并联布置。根据前述规定，井下消防材料库应采用装备消防列车的布置型式。它的优点十分明显，储存于库房内的消防列车，是事l先装好消防器材的。当井下发生火灾时用机车牵引即可出动，扑灭初期火灾及时。不足的是，对于自燃不很严重的矿井，如果不经常使用这些矿车，矿车将会产生锈蚀。只能用定期保养的方法来解决。将巷道加宽式与硐室式比较，可以看出，巷道加宽式工程量较省，因为它利用了运输巷道的断面。但是断面跨度较大。适用于运输巷道为单轨和围岩稳定、稳定性较好或f 7的条件；硐室式因需增加联络通风巷道，工程量要大一些。适用于围岩条件稳定性较差，稳定性中等或f6的条件。但是，当硐室式库房垂直或斜交两平行巷道布置时，因为可省去联终络通风巷道，工程量也会省一些。井下捎防材料库应布置在每一个生产水平的井底车场或主要运输大巷中。为出车方便，布置在副井空车线一侧为好。在井底车场设计中，线路和硐室布置往往受到一定的条件限制，而加宽式和硐室式两种布置型式对位置的适应条件可以互补，给井底车场布置提供了方便。条件具备者，应优先选用巷道加宽式。根据矿井自燃等级和井型的大小，如果库房同时为两翼服务，可考虑采用巷道加宽式的双侧进出车布置型式。库房内材料平台与存车线串联布置方式尽管断面跨度小，但不便于装车，一般很少采用。32 硐室设计硐室各参数的确定，主要由所需库房容量以及捎防列车长度决定。对于巷道加宽式，还需考虑运输巷中的运输设备，行人高度与宽度，以及管线架设高度对硐室断面的影响。以巷道加宽式硐室设计(见图2)为例，分述如后(硐室式库房设计较简单)：321 断面设计断面净宽依据运输设备、消防列车及材料平台宽度加上各安全间隙确定。各安全间隙按煤矿安全规程和煤矿矿井井底车场硐室设计技术规定有关章节选取。当井下消防材料库在井底车场的设置位置确定之后，库房的对接巷道断面(即喇叭口小断面)即已确定 为节省工程量，喇叭口大断面2 2断面应小于库房断面ll断面。为避免库房与对接巷道连接处出现台阶，库房断面、喇叭口在断面及喇叭口小断面3个断面，在运输巷人行道一侧的对应安全间隙应取得一致。计算库房和喇叭口大断面的直墙高度，按行人高度及宽度、管子悬吊高度、架线电机车导电弓高度，分别与拱和管子之间的安全间隙等进行考虑，并考虑堆放材料对空间的要求。取二断面的最大计算值，以1oom进级向上取整，确定直墙高度。隔墙采用槽钢1o立柱挂栅栏结构(略)，发生事故时可方便地取下，可在运输巷内直接装车。此外，隔墙还可采用阻燃玻璃钢栅栏板、石棉板、塑料雨棚板、工字钢加插钢筋混凝土板、砖和金属立柱加金属阿等材料。库房内设置材料平台的相对位置，笔者作了优缺点比较：当材料平台设在隔墙一侧，库房内材料平台以上断面利用率高 当发生事故时，取下隔墙栅栏，可更方便地向停放在运输巷道内的列车装入消防器材 但是，由 于运输线和存车线之间两轨中心距加大，将使库房外喇叭口段的连接长度增加52m净体积增加689m 。此外，材料堆放在隔墙一侧，对隔墙有一定的侧压力，且材料易丢失。故推荐将材料平台设在巷道壁一侧，平台宽1Om、高05m，采用钢筋混凝土预制板结构，架设在砖墙上。钢筋混凝土预制板的强度设计，要考虑堆放水泥、砂、粘土等重材料的荷载。库房端头(喇叭口大断面处)设双扇栅栏门，采用标准图B783742。栅栏门的选型，要考虑电机车车头进入，以及列车在曲线上行驶时车体的外伸值。如果栅栏隔墙不能取下来，还需要在库房的另一端头设一个宽度大于15m的行人出口。硐室的断面形状与支护材料的选择，依具体地质条件而定。一般采用半圆拱和圆弧拱两种断面形状，并选用粗料石、混凝土和锚喷三种支护材料。砌碹支护和锚喷支护分别按矿井巷道断面设计技术规定和煤矿井巷工程锚杆、喷浆、喷射混凝土支护设计规范设计。粗料石及混凝土砌体强度 分别不应低于400号和1 50号；喷射混凝土、喷射砂浆及注眼砂浆的标号，分别不应低于200号，100号和250号。硐室如有滴水现象，采用防渗水措施，以防材料受潮变质。硐室内应设通畅的水沟，硐室底板沿纵向坡度应与运输巷一致，沿横向亦应向运输道方向设5No的泄水坡度。322 平面设计经计算，综采矿井存放8个15t矿车的列车长度为192m；普采或炮采矿蟛存入8个lt矿车的列车长度为l 6m。平台上的大材料，按15m高度堆放。大材料之间，留有0 5m间隙，并考虑15倍加大系数。小工具和各种胶管、钢管、分别按4m平台考虑。砖堆放在平台末端底板上，堆放高度17m。根据表l所列井下消防材料备用品对空间的要求，结台矿井实际，对于巷道加宽式的硐室设计，笔者推荐两种标准： 适用于布置有综采面矿井的库房有效长度为Z4m，其中平台长度19m断面净宽54m，净断面积184m 库房内可存入8个15t标准固定式矿车(亦可存入9个lt矿车)运输巷可通过3t底卸式矿车或710t架线式电机车； 适用于布置有普采或炮采面矿井的库房有效长度为20m，其中平台长度16m，断面净宽52m净断面积178m 。库房内可存入8个1和标准固定式矿车，运输巷可通过710t架线式电机车。适用于布置有综采工作面的矿井的库房设让，见图2(600ram轨距，半圆拱混凝土砌碹)。井下消防材料库备用品表序号备用品名蒋单位规 格数量普炮采】=2Om综采】=24m1消防水龙带mlOO、 75、 526008002普通消防术检支52223喷雾消防水检支52224变径管节个ll0/75 755212145喷嘴个ll0、 75、 5222286分汽管个337集汽管个228消火阀门立柱个449斜喷消火阿门个4410垫圈套1l0、 75， 52607011钢管m150、 100、 756080012胶管m75、 52、156080013管钳子把4614切管钳(或切管铝把2215接管工具套2216泡沫灭火器台10LZO2517CO2灭火器台81018干粉灭火器台8kg810191211灭火器台2L3420喷雾喷嘴台4421泡抹灭火嚣起泡药瓶个40405022手动水泵台建议采用S一50型1123装水矿车辆2224矿车辆6625术桶个4526圆本m32.53.5 12181.52.527木板m3厚15 30ram3428粘土m3