《煤炭工业给水排水设计规范》(GB 50810—2012)应用探讨

张源野

(中煤天津设计工程有限责任公司，天津 300120)

1 概 述

近年来，住房和城乡建设部和国家质量监督检验检疫总局陆续联合发布的与给水排水专业有关的规范有《煤炭工业给水排水设计规范》(GB 50810—2012)[1](以下简称《煤水规》)，《煤炭工业矿井设计规范》(GB 50215—2015)[2](以下简称《矿规》)，《煤炭洗选工程设计规范》(GB 50359—2016)[3](以下简称《选规》)等。这些规范、标准涉及面广，专业程度深，对不少问题有独到的见解，这些规范应用到矿井、选煤厂的设计中时，个别条文的理解应用就会出现疑惑。 我国煤炭资源分布很广，东部、南部、西部、北部地区矿井的地质条件，地下水资源分布以及矿区所在地区的公共基础设施情况各不相同，在此情况下给水排水专业设计人员难以把握规范的精髓，疑问与矛盾相继产生。新版《矿规》和《选规》删除了关于地面建筑消防章节或所述很少，而《煤炭洗选工程防火设计规范》迟迟未能发布，现行《煤水规》对一些地面福利建筑、生产建筑的生活、生产、消防给水排水规定的又不是很详细，这样就需要把各规范融汇贯通，应用到日常工作中，解决实际设计问题。

国内一些设计者针对现行规范提出了一些较为可行的观点和思路[6-14]，取得了较好的效果。经研究对比发现，目前仍有一些问题需要详细讨论，以便指导设计，提高对规范的运用能力，减少错漏碰缺，提高工作效率。

2 规范应明确或调整的内容

2.1 《煤水规》第2.2.1第4款

井下避难系统人员用水量，应按井下避难人员每天8～10L计算，每天用水时间按24h。

井下采区永久避难硐室一般设置1～2座，临时避难硐室设置2～4座，按照永久硐室100人，临时硐室20人计算，每天最大需水量为2.8m3。供水管道流速常按照1～2m/s、下井管路常按照DN100计算，反推设计流量16L>10L。国内很多煤矿采用边采边掘的作业方式，供水量需求相应增加，再考虑井下避难时操作慌乱导致浪费等因素，笔者建议《煤水规》改版此条规定的用水定额应增加，宜为20～30L，也方便管路系统设计。

2.2 《煤水规》第2.2.11条

《煤水规》第2.2.11条中表2.2.11-1选煤用水水质标准与《选规》第15.2.9条选煤用水水质指标个别指标差异较大。

表1 选煤用水水质标准

表2 选煤用水水质指标

《煤水规》与《选规》在选煤用水水质指标上，仅悬浮物粒度(洒水除尘)项和pH值，两本规范要求一致，其他项不尽相同，尤其是生产补充水的指标有较大差异。对于新建选煤厂项目设计可以从严执行，但是对于一些改扩建选煤厂项目，执行哪本规范则又出现了疑惑。若执行表2标准，那么对改扩建项目已有的煤水处理工艺及设备将带来极大的不确定性，且一般改扩建项目场地紧张，几乎没有空间实施煤水处理工艺的技改，对于煤水处理系统技改的投资也将是影响甲方决策的一个关键因素。若执行表1标准，对选煤厂一些精密用水设备必然不利，造成设备、管道淤堵，影响生产使用效率。

笔者认为，两本规范都是现行标准，《煤水规》为2012年执行，《选规》为2016年执行，从执行年份上来说，《选规》更近，要求更高。从生产的角度来说，选煤厂主工艺为选煤系统，煤水处理工艺仅为辅助生产系统，辅助系统必须为主工艺系统提供满足要求的配套设施，不能因小失大，影响生产。笔者建议《煤水规》改版时应充分考虑选煤厂对用水水质的要求，和《选规》应能平行一致，更好的指导设计。

2.3 《煤水规》第2.4.1条

第2.4.1条中水池调节容量表与《选规》第15.2.10条高位水池、高位水箱、水塔调节容量表不协调。

《煤水规》水池调节容量见表3，《选规》高位水池、高位水箱、水塔调节容量见表4。

表3 水池调节容量

《选规》规定的更加细致，分项也较多，水池容积对总图占地，工程投资虽有一定影响，但影响不大。一旦制水系统发生故障，过小的调节容积则不能保证人员生活、工业生产的需要。为保证供水系统的安全性、可靠性，对于新建选煤厂或者是改扩建项目，设计应遵循《煤水规》规定。

表4 高位水池、高位水箱、水塔调节容量

2.4 《煤水规》第2.6.4条

煤矿筒仓宜按单个仓体体积与仓上建筑之和确定室外消防水量；封闭式储煤场宜根据其储量按室外堆场计算室外消防水量。

《煤水规》并未明确给出封闭式储煤场和室外堆场室外消防水量数值以及计算方法。查询《消水规》第3.4.12条和表3.4.12，煤与焦炭一栏，室外消防水量按总储量和堆放形式(露天或半露天堆放)区分，储量在100～5000t时，室外消火栓流量为15L/s，储量大于5000t时，室外消火栓量为20L/s。参考2006版《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB 50229—2006)(已作废)和《火力发电厂与变电站设计防火标准》(GB 50229—2019)关于封闭储煤场室外消防水量的规定，结合《消水规》相关规定，设计人员平时设计封闭储煤场室外消防水量时，应按20L/s确定。

尿β2微球蛋白（U-β2-MG）广泛存在于血浆、尿液、脑脊液及初乳中。正常情况下，β2-MG合成和释放非常恒定，不受年龄、性别等因素的影响。β2-MG相对分子量小、不与血浆蛋白结合，可由经肾小球滤过，被近曲小管重吸收并降解。自身免疫性疾病、慢性肝炎、恶性肿瘤等疾病能够促进机体合成大量β2-MG，排除这些疾病后，血清β2-MG水平升高可反映肾小球滤过率下降、肾小管重吸收功能受损，可作为评价肾脏滤过功能。

煤炭储存的火灾危险主要来源于其有自燃的特性，但煤的自燃是需要经过90d左右的聚热潜伏期才会发生。根据我国煤炭生产建设50余年的经验来看，封闭式储煤场储存的不论是原煤还是洗后煤，发生自燃的概率很低。目前封闭式储煤场设计均要求配套煤温监测系统、可燃气体监测系统与火灾报警系统，对封闭式储煤场实时监控，在线传输报警数据，煤炭燃烧也不像其他易燃物迅速燃烧形成大面积火场。因此笔者建议《煤水规》改版时应将封闭储煤场室外消防水量明确为20L/s。

笔者近年设计以及总承包管理数个封闭式储煤场，并且调研多家煤矿、电力企业，没有发现储量5000t以下的封闭式储煤场，储量均为10万吨级上下。根据国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和生态环境部的要求，煤矿、电力企业的煤炭储存几乎已经没有露天或者半露天堆放型式，全部为封闭式储存。作为国家环保政策的一项专门应对措施，封闭式储煤场近些年应运而生，而对应的技术规范也应及时跟进，紧贴国家相关产业政策，体现规范的前瞻性、指导性与权威性。

2.5 《煤水规》第2.6.5条

《煤水规》第2.6.5条第2款，下列建筑物或部位可不设置室内消火栓给水系统；第4小点：矸石仓、矸石输送机栈桥、运矸地道、不通行的封闭罩带式原煤输送机栈桥、场地范围外的原煤带式输送机栈桥。

此条规范规定的是可以不设室内消火栓给水系统的建筑物或部位，但不够明确。由于煤炭行业没有专门的防火设计规范，《煤炭洗选工程设计防火规范》迟迟未能发布，参考2006版《选规》(已作废)，第15.2.4条以及条文解释，洗后煤、矸石燃点很高，不易成为火源，可不设室内消火栓给水系统。同理，洗后煤的副产品煤泥，经水洗后其硫分、灰分很低，含水量和燃点也较高，煤泥中转储存时间一般为15d左右，故其不易成为火源。所以笔者建议《煤水规》改版时应明确煤泥构筑物等均可不设室内消火栓给水系统。

2.6 《煤水规》第2.6.6条

《煤水规》第2.6.6条中封闭式储煤场应设置固定灭火器、消火栓或自动消防炮灭火系统。当采用消火栓系统时，消火栓用水量应采用10L/s、2股水柱。

封闭式储煤场储存的物质主要是煤炭，煤炭燃烧是隐燃，不会形成大面积火场，而且容易扑灭，也就是说当采用消火栓系统可以满足室内消防的要求时，室内消防设置消火栓给水系统与灭火器即可。当采用消火栓系统不能满足室内消防要求时，设置消防炮系统与灭火器也能满足要求。

对于此条规定设置自动消防炮灭火系统，笔者认为此条规定不妥。首先自动消防炮灭火系统有较多分系统支撑，包括火灾监测，红外探测，自动定位等。火灾时水流指示器动作发出报警信号，开启电动阀通水灭火等步骤，一层一层的逻辑关系较为复杂，任何一个环节出现问题就能影响整个系统的可靠性与安全性。红外探测器与自动定位器安装要求极高，微小的偏差就能导致探测与定位不一致或者定位失败的情况，将出现消防炮头一直在旋转定位或者喷水喷不到着火点的情况，严重时将影响封闭式储煤场灭火救灾。其次自动消防炮灭火系统控制复杂，安装与维护工作量大且繁琐，需要配备对自动消防炮灭火系统很熟悉的操作人员，而煤矿企业配备的消防人员往往又达不到要求。自动消防炮灭火系统造价高，其自动化程度虽然较高，但就现阶段技术水平而言，比手动消防炮的可靠性差。条文规定采用消火栓灭火系统时的消防水量仅为10L/s，同时参考《火力发电厂与变电站设计防火标准》GB50229—2019中第7.1.5条和表7.1.8，规定室内储煤场采用固定消防炮和水炮的说法，说明采用手动灭火方式是可行的，手动消防炮具有操作简单，效率高的优势。煤炭燃烧主要是隐燃，不会形成大面积火场，采用手动消防炮灭火是可以接受的。基于以上分析，笔者建议《煤水规》改版时将条文修改为：封闭式储煤场应设置固定灭火器、消火栓或固定消防炮灭火系统。当采用消火栓系统时，消火栓用水量应采用10L/s、2股水柱。选用自动消防炮还是手动消防炮，根据具体设计项目具体分析确定。

2.7 《煤水规》第2.6.7条

《煤水规》第2.6.7条中表2.6.7规定的室内消火栓用水量，规定的不够全面。矿井、选煤厂地面生产建筑较多，表中所列建筑物偏少，比如很常见的转载点、井口房等未做出明确规定。笔者建议《煤水规》改版时可参考《火力发电厂与变电站设计防火标准》(GB 50229—2019)，尽量将各个建构筑物适用的消防设施，灭火器配备列表展示，更加清晰、明确的指导专业人员开展设计。

另外，大多数矿井在远离主工业场地建设一个相对独立的小型风井场地，场地内建设风机房、井口房、配电室等可燃物很少或者不宜采用水灭火的建筑。笔者参与的几个项目设计，事先和主导专业沟通，尽量把风机房、井口房等建筑面积做到300m2以下，室内配置灭火器等消防器材。室外消防设计没有明确依据，《建筑设计防火规范》(2018年版)也找不到明确对应的条文。

目前《煤水规》也没有这样的规定，对设计人员造成了很大的困惑。从主工业场地敷设管网至独立的风井场地，首先要校核主工业场地的供水系统到达风井场地之后的流量和压力，还要为管网敷设增加临时征地、占地，平时检修也比较困难。现实情况是与村民打交道也不容易，稍有不慎就会导致企、民矛盾，造成不良社会影响，严重时甚至影响生产。风井场地建筑物少，可燃物少，新建消防水池及泵房，则投资、占地费用大大提高，增加了业主方资金压力。如果《煤水规》规定了需要设置水灭火消防系统，则按照规范要求设计水池泵房，甲方也不会就此纠缠。

基于以上分析和实际工作面临的问题，笔者建议《煤水规》改版时增加此条规定：新建和改建的远离主工业场地的风井场地，耐火等级为一、二级且可燃物较少的单、多层丁、戊类建筑时，室内、外消防系统可采用移动灭火器材、消防砂箱等措施；当可燃物较多且占地面积大于300m2时，应采取水消防灭火措施。

3 结论及建议

《煤水规》对给水排水行业设计起到了标准化、高效化、专业化的作用。有些条文结合具体项目应用时又有待商榷和讨论。在煤炭行业没有专门防火设计规范的背景下，该规范作为煤炭领域设计规范，亟待修改与完善。完善后《煤水规》条文规定应更加明确清晰，指导设计人员开展标准化设计。笔者提出以下几点建议，供广大专家学者以及给水排水专业设计人员共同交流、讨论。

1)《煤水规》应增加井下避险系统供水定额；建议按每人每天20～30L考虑，也方便供水设置及管路系统设计。

2)《煤水规》应与《选规》在选煤用水水质指标上平行一致；建议按《选规》规定修改《煤水规》。

3)《煤水规》应与《选规》在水池调节容积上尽量趋同，《煤水规》修订时可充分考虑《选规》规定。

4)《煤水规》应明确封闭式储煤场的室外消防用水量；建议按20L/s考虑。

5)《煤水规》应增加可不设置室内消火栓给水系统的范围；建议增加与洗后煤、煤泥相关建构筑物等可不设室内消火栓给水系统。

6)《煤水规》应修改封闭储煤场设置自动消防炮灭火系统的规定。建议《煤水规》改版时将条文修改为：封闭式储煤场应设置固定灭火器、消火栓或固定消防炮灭火系统。当采用消火栓系统时，消火栓用水量应采用10L/s、2股水柱。

7)《煤水规》应增加表2.6.7内容，矿井常见的井口房、转载点等建、构筑物室内消火栓用水量规定不全面；没有主工业场地之外独立设置风井场地的消防灭火系统内容。建议明确矿井地面建筑常见的井口房、转载点等建、构筑物室内消火栓用水量按10L/s设计；建议新增条文：新建和改建的远离主工业场地的风井场地，耐火等级为一、二级且可燃物较少的单、多层丁、戊类建筑时，室内、外消防系统可采用移动灭火器材、消防砂箱等措施；当可燃物较多且占地面积大于300m2时，应采取水消防灭火措施。