6.1 灭火装置

6.1.1、6.1.2 消火栓的设置是为了控制、扑灭井下火灾，也起着火灾中及火灾后冷却巷道的作用，是井下消防洒水系统中的重要装置。本条文中规定的消火栓设置部位是参考《煤矿安全规程》及《矿井防灭火规范》规定的必须设消火栓的井下重要火灾防护地点、交通枢纽及根据火灾危险程度的不同而规定的巷道中消火栓设置的不同密度而规定的。
    美国国家消防协会标准NFPA 123中规定消火栓之间的距离不超过150m，并且强调在受固定灭火装置保护区域的上风处必须设置消火栓。现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2006第8.2.8条规定“室外消火栓的保护半径不得超过150m”。对于井下情况，150m即6根25m水龙带的长度。考虑到我国井下灭火不是以固定灭火装置为主，消火栓仍是最重要的。水龙带在井下长距离铺设和连接非常费时、费力，故消火栓的密度应大一些。本规范参考以往和现行有关标准的规定，按两根水龙带长度50m为保护半径。但对于火灾危险性不太的岩石大巷仍采用150m的保护半径值。保护半径决定巷道消火栓布置密度，也决定某些巷道是否可以不设置消火栓。对予各部分均位于其他巷道消火栓保护半径以内的巷道就可以不设消火栓或供水管道。注意，在上述无供水管的巷道与有消火栓的巷道之间的联络巷必须设有可供人员使用的通行门，否则就不能称之为“在保护半径以内”。
    第6.1.1条是通过点和线两个参照系来规定设置消火栓位置的。“点”即地点，即1款下列出的各项重点保护区域及井下交通枢纽。条文规定了设置位置应在这些“点”的15m范围内。“线”即规定的巷道沿线，每隔一段距离设置一个消火栓。按第6.1.2条的规定，当与“点”的消火栓位置交叉重叠时，所设消火栓应当合并。
    本规范第6.1.1条是强制性条文，必须严格执行。
6.1.3 消火栓靠近联络巷的目的是为了提供良好的通道把水龙带从消火栓所在巷道铺设到与其平行的其他巷道。
6.1.4 根据我国有关标准，井下供水管道上设置带阀门的三通支管向水龙带提供消防用水。调查中看到煤矿井下实际上也都是采用三通支管连接水龙带。美国国家消防协会标准NFPA 123中关于消火栓的定义就是“带阀的软管接口”。故煤矿井下的消火栓与地面建筑室内外的标准消火栓是一样的。本规范对于水龙带或软管之间及与消火栓相接的接头形式没有固定为哪一种。但在一个矿井，或一个矿区内采用同种类型的接头形式是必要的。这就需要在设计中予以考虑。现有内扣式、螺纹式、快速接头等可供选择。调查中发现有的矿井采用软管在直管上用铅丝捆扎的接头方法。考虑到这种方法能否适应取决于操作水平和认真与否，在水压高时可能不牢固，并且存在操作麻烦的缺点，不推荐这种方法。
6.1.5 根据调查，现有国内矿井都不在井下设置消火栓箱，其水枪和水龙带另外存放或在火灾时由救护队员自带。据反映，消防器材的这种存放方法有使用灵活、管理方便的优点。由此可知，若将这些器材存放在井下便于保管和取用的地方是非常可取的，《煤矿安全规程》及美国国家消防协会标准NFPA 123上有相应的规定，本条沿用。
    规定设置消火栓配套器材存放处的位置主要是目标明显的地点。根据火灾危险性，在发生火灾概率较大的地方重点存放。本条各款主要参考美国国家消防协会标准NFPA 123，并考虑要求缩短距离的意见确定的。
6.1.6 因为棉、麻质的水龙带井下长期存放会发生腐蚀和霉变，故建议采用涂塑及氯丁橡胶衬胶水龙带或装上接头的橡胶软管代替。
    消火栓就是一种特殊的给水栓，灭火时可用，平时也可用于冲洗巷道等占用时间不长的其他用途。为此，有一种设计是把每个消火栓做成DN50和DN25两个接口。这样不仅使用途扩展，而且由于DN25软管对于初期火灾的扑灭更有效率，提高了消防的功能，值得推荐。也有采用d25软管接头上自带DN50×25变径适配管件，直接往DN50接口上连接的做法，也是有效和方便的，故不在条文中作统一规定。
6.1.7 根据国内、外有关井下固定灭火装置的资料，考虑到固定灭火装置在许多场合灭火效率高以及目前使用者越来越多的发展趋势，把有关的内容纳入条文。
    根据美国国家消防协会标准NFPA 123的规定，确定是否采用固定灭火装置的依据是矿井的“火灾危险评价”。“火灾危险评价”的工作内容和程序简单地说就是按先后次序的以下三项：
    (1)了解存在的起火源、燃料源及两源的关系、两源分布和管理现状、火灾历史等，确定火灾发生概率；
    (2)分析火灾发生后蔓延的可能情况，确定人员可能受到的影响及经济风险；
    (3)根据分析出的不可接受的人员损失或经济风险，作出合适的消防选择。
    消防措施选择中包括：更换可能成为起火源的设备、改善井下管理、选用火灾探测和灭火设施。其中可选的灭火设施从简单到复杂有：轻便灭火器、消火栓、大容量灭火器、固定灭火系统。固定灭火系统放在最后一项是效果最好而建设成本相对较高的消防措施。
    在我国矿井设计中可以基本上参考这样的方式，由设计方案比较或讨论来确定是否采用投资较大的灭火设施。因此，各个矿井是否设置固定灭火装置不能一刀切，只有外因火灾问题严重的矿井方应设置固定灭火装置。所谓火灾问题严重就是指起火源较多、有火灾迅速蔓延的条件以及矿井规模较大、设备配置水平高、牵涉井下人员较多因而火灾造成的损失也会较大的矿井。
    若干煤矿企业的内部标准有根据上述原则判定设不设固定灭火装置的规定可做参考。例如：
    “井下固定灭火设施的设置应根据火灾危险程度确定。在不能进行火灾危险性评价的场合，可参考下面两款的规定确定：
    (1)除了同时具备：带式输送机设在砌碹或岩石巷道；长度不超过50m；采用阻燃胶带，三个条件外的所有井下带式输送机，均应设置自动灭火装置。
    (2)规模大于1.80Mt/a，且同时具备：变压器、电机车、绞车、带式输送机驱动机、采掘机组、燃油车辆等动力机械的台数总和大于30；煤巷或坑木支护的巷道总长超过300m，两个条件的矿井应在火灾时出风井筒井底马头门处设置水喷雾隔火装置。”
    很明显，无论是专门的论证、方案比较还是根据上述条框，要有以采矿专业为主的多个设计专业共同参与才能认定是否属于外因火灾问题严重的矿井。
    上一版规范本条第3款专门提出在井下变压器和空气压缩机等处设置泡沫灭火装置。考虑到缺乏经验，且泡沫灭火器的详细规定不属于本规范的范围，故删去。此类装置可包含在原第4款，即本版第3款的范围中。
6.1.9 关于井下固定灭火系统的设计国内资料不多。现将可作为固定灭火系统非标设计参考的有关国外资料摘录如下：
    (1)美国国家消防协会标准NFPA 120(2004版)关于胶带输送机采用的湿式管道自动喷水系统的说明及规定：
        1)主驱动和第二驱动装置应安装由于温度升高而自动启动的雨淋系统或闭式喷水系统。
        2)灭火系统应覆盖驱动装置、液压拉紧单元的电力控制器、卸载辊、驱动电机、齿轮减速单元以及下风向距离15.2m(50英尺)之内的输送带。
    施放方向应同时指向顶带的上下表面和底带的上表面。
    喷水强度不应小于10.2L/min/m²(0.25gpm/ft²)。
    喷头应为标准孔径的下垂式、直立式、侧墙式自动喷头。
    用于电控设施上部的应采用闭式喷水器。
    支管管线上的喷头距离不应超过2.4m(8ft)。
    喷头的安装位置应使喷出的水不受到阻碍。
    喷头的溅水盘应在顶板下不少于25.4mm(1英寸)不多于508mm(20英寸)。
    顶板洞或裂缝中存有煤炭和木头之类的可燃物时应采用在洞中设立管，其顶部安直立式喷头加以保护。
        3)系统应由温感探测器激活。
    温感探测器应安装在输送带驱动机、液压拉紧单元(使用阻火液体除外)、卸载辊以及输送带的上边。
    顶板线上的温感探测器应沿输送机保护区全长按间距2.4m到3.048m(8ft到10ft)布置。
    4)供水管道不应存在过多的沉积和腐蚀并能提供不少于10min所需的水量。应配备一个带冲洗连接件和手动冲洗阀的过滤器。
    系统应与输送机联锁关机，并提供视觉的和听觉的信号。
    喷水灭火系统的供水管道接头阀门处应安装带指示器的满流缓开控制阀。
    喷水系统配水管道应安装水流开关或报警阀，阀上带有试验管件，管件能探测到打开一个喷头的水流。
    报警器件应连接到报警系统，使一个固定位置能接到报警。
    报警系统应能识别相关喷水系统的位置。
        5)应有泄空系统所有部分的装置。
        6)喷水控制阀阀后的管道不应采用非金属管道，除非经过调查和鉴定认可。
    喷水管道的吊架、支架应为金属。
    每根管至少应有一个吊架连接。
    湿式喷水系统不应用于可能冻结的场合。
        7)存在冻结危险的地方喷湿系统应容许填充抗冻结溶液。
    如果自动喷水灭火系统的管道与公共供水管道或饮用水管道相连，抗冻溶液就只能采用甘油[化学纯(CP)或美国药典(USP)96.5％级]或丙烯甘油醇，不能用其他物质代替。
        8)管道应连接一个合适的空气罐。空气罐应充满压力等于水管最大压力的压缩空气。
    (2)美国国家消防协会标准NFPA 123关于干式管道自动喷水系统的说明和规定：
        1)在存在冻结危险的地方，允许设置于式管道自动喷水系统。
        2)干式管道系统的阀门应设在免予冻结及机械损伤的隔离区。
        3)喷头必须是竖直向上的。
        4)水压必须不能超过管道阀门制造厂规定的最大压力。
        5)干式管道系统的信号必须送到指定的地点，必须用于火灾探测报警系统。
        6)系统的空气必须来自可靠的气源。
        7)对于干式自动喷水灭火系统，报警系统应能被通过干式管道阀的水流激活。
    (3)美国国家消防协会标准NFPA 123关于井下自动力设备的固定灭火装置的规定；
        1)电动的、自驱动设备，如掘进机、连续采煤机、滚筒式采煤机、顶板及煤层钻机、装载机、梭式矿车、铲斗及使用液压流体的机车等必须提供灭火系统进行保护。但在工作时采用软管提供除尘用水的，可用这个水源作为消防用水。
        2)开式喷头处在0.069MPa～0.138MPa的压力下能够提供良好的喷水样式。
        3)喷水必须直接向上湿润机器上方的顶板，防止火扩散到煤上，这是消防系统的首要目标。同时水也会回落到机器上，冷却或在可能时扑灭火焰。直接喷向机器着火区域的风险是未被水覆盖的火会扩散到煤上。
    (4)日本的《关于用水喷雾防止巷道火灾蔓延的实验研究》报告中有关资料摘要如下：
        1)雾化角为120°左右的旋涡型喷嘴(切向喷嘴)为适合于冷却火灾气流的喷雾喷嘴。水压应为0.8MPa。试验的结论，雾滴的大小对于冷却效果特别重要；直径在0.4mm以下时才具有充分的防火效果。
        2)试验中对于5.4m2巷道中在巷道两侧高1.0m的位置水平设置钢管，以上倾45°安装喷嘴。置于木堆燃烧带的下风侧。结果。喷雾水量45L/min时不能充分防止火灾蔓延；喷雾水量134L/min时可以防止火灾蔓延；喷雾水量263L/min时火灾气流几乎完全冷却。必要的喷雾水量Qmax与巷道断面S(m2)及通风速度v(m/s)的关系可由下式表示：

        3)式(3)必须在喷雾带长度大于风流4s内通过的距离时才能成立。
    本规范中的“喷头”即地面建筑自动喷水灭火系统所用的喷头，有各种不同形式和规格。这类喷头所需压力不大，喷出的水流不需要水滴特别细小，与喷雾装置所用的喷嘴是两种不同的器材。故在本规范中根据生产厂产品样本上的名称用喷头和喷嘴两个不同的名词进行区别。
6.1.10 固定灭火装置是重要的安全设施，与系统连接时不应采用简易的或临时性的方法。最近了解到高层建筑自动喷水灭火系统的喷头用采用软管连接的情况，有助于复杂情况下的施工安装。但这种情况采用的是铠装的软管，且喷头固定非常牢固，比钢管用更多的钢材，是否适用于井下还需进一步研究，故暂时保留本条规定。