2007年7月29日河南陕果支建煤矿发生了灾变，69人被困井下，在应急援中利用井下压风管道向被困人员送给新鲜空气和营养液，保证了被困人员的身体健康和生命安全，最后由救护队将69人全部营救出井，安全避险系统在救灾中发挥了十分重要的作用。

第一节 规定要求

国家安全监管总局国、家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知中指出：建设完善矿井供水施救系统。

供水施救系统：在矿井发生灾变时，为井下重点区域提供饮用水的系统，包含清洁水源、供水管网、三通阀门及监测供水管网系统的辅助设备。

煤矿企业必须按照《煤矿安全规程》的要求，建设完善的防尘供水系统；除按照《煤矿安全规程》要求设置三通及阀门外，还要在所有采掘工作面和其他人员较集中的地点设置供水阀门，保证各采掘作业地点在灾变期间能够实现提供应急供水的要求。

煤矿安全规程规定：

第152条规定：

矿井必须建立完善的防尘供水系统。没有防尘供水管路的采掘工作面不得生产。主要运输巷、带式输送机斜井与平巷、上山与下山、采区运输巷与回风巷、采煤工作面运输巷与回风巷、掘进巷道、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等地点都必须敷设防尘供水管路，并安装支管和阀门。防尘用水均应过滤。

第218条规定：

矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生产、生活用水共同一水池，应有确保消防用水的措施。

开采上部水平的矿井，除地面消水池外，可利用上部水平或生产水平的水仓作为消防水池。

《煤炭工业矿井设计规范》的规定

13·6·1条规定：

井下消防洒水水源，采用地面水源、井下水源或同时采用地面和井下两种水源，应经济比较后确定。

13·6·6条规定：

井下消防洒水管道宜采用消防与洒水合一的枝状管网，也可以根据巷道布置情况，局部采用环状管网。在井下消防洒水管道上应设置检修阀与控制阀。布置井下消防洒水管道时，宜使管道中的水流向与巷道中风的流向相一致。

从《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》的若干规定看出，煤矿井下必须建立作为消防和洒水即防尘的供水管道系统，作为喷雾降尘、煤层洒水、湿式防降尘措施的供水水源，而发生火灾等灾害时，又作为消防救灾的供水源。

一般矿井都将消防和防尘用的供水管道合二为一，建设消防防尘(或洒水)供水管道系统。

从安全避险的一大设施而定，146号文对该系统提出了更高的要求，一是敷设的范围应更广泛，能适应救灾的需要，二是可靠性应更高，整个管道系统应具备更强的抗灾变能力，即使在灾变中受到强力冲击，也能保证其完好性，三是功能应更齐全，作为供水施救系统，不但在救灾时发挥提供灭火，抑制瓦斯煤尘爆炸强大水源的作用，而且也可以作为向被困人员提供饮用水，输送营养液等救生物品。

煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行) 的规定

1、煤矿企业必须结合自身安全避险的需求，建设完善供水施救系统。

2、供水水源应引自消防水池或专用水池。有井下水源的，井下水源应与地面供水管网形成系统。地面水池应采取防冻和防护措施。

3、所有矿井采区避灾路线上应敷设供水管路，压风自救装置处和供压气阀门附近应安装供水阀门。

4、矿井供水管路应接入紧急避险设施，并设置供水阀，水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要，接入避难硐室和救生舱前的20米供水管路要采取保护措施。

5、供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员供水、输送营养液提供条件。

第二节 供水施救系统的组成和基本要求：

矿井供水施救系统由清洁水源、供水管网、三通阀门及监测供水管网系统的辅助设备组成，其中供水管网即消防防尘供水管道系统主要包括储水池、管道系统及各类阀门。

) 储水池：

根据煤矿安全规程和矿井设计规范的要求，应根据技术经济比较确定建立地面储水池、井下储水池或同时采用地面和井下两储水池。储水池的最小容积应能经常保持200m3的储水量，并应有消防用水不作他用的技术措施。

2）用水量：

井下消防用水量包括消火栓用水量、自动喷水灭火装置用水量、水喷雾隔火装置用水量以及其他消防设施用水量。

用水量计算及有关参数选择应符合以下要求：

a.井下消火栓用水量为5-10升/s，其消火栓用水量大小应根据矿井生产能力与井下火灾危险程度确定。每个消火栓的设计流量应为2.5升/s，消火栓出口压力应为0.35-0·5MPa，火灾延续时间应为6h。

b.自动喷水灭火装置设计参数应按下列各值选取：喷水强度为8升 /(min.m2)，保护巷道长度为14-18m，喷头出口压力为0.1-0.2MPa，火灾延续时间为2h。

c.水喷雾隔火装置设计用水量，应按布置喷头数量累加计算，喷头出口压力为0·2MPa，工作时间为6h。

d 防尘设施用水量、所需水压、日工作小时按表1提供的参数选取。

表1井下用水设计用水量、水压、日工作小时数：

3) 供水管道：

在设计井下供水施救管路时，应遵守下述要求：

a.计算秒流量时，只计算同一地点同一时间内的各种设施的用水量；

b.应保证最边远的不利点的用水量要求与相应的水压，并适当留有余量；

c.管壁厚度、各类支架强度应通过计算确定，管件、阀门、消火栓等应与所在管道压力相一致；

d.采用静压供水时，对局部压力过高的管段、宜采用降压水箱、减压阀等方式进行减压；

e.各种设施进口处压力超过该设施工作压力时，宜采用减压阀、节流管、减压孔板等方式进行减压；

f.管道接口应采用牢固耐用，便于拆装的接口管件。

4) 水质：

井下供水施救用水水质应符合《煤炭工业矿井设计规范》的要求：

a.悬浮物含量<30mg/L；

b.悬浮物粒径<0.3mm；

C .PH值6.5-8·5；

e.总大肠菌群每100mL水样中不得检出;

F.粪大肠菌群每100mL水样中不得检出。

第三节 技术要求

供水施救系统的分类

4.2.1按系统结构分类

a)独立式；独立水网系统

b)与防尘供水系统一体；

c)其他。

4.2.2 按功能分类

a)非连续监测式；

b)连续监测式；

c)其他。

5 技术要求：

5.1 一般要求

5.1.1 系统应符合本标准的规定，符合《煤矿安全规程》、MT/T1004-2006等标准的有关规定，系统中的设备应符合有关标准及各自企业产品标准的规定，并按照经规定程序批准的图样及文件制造和成套。

5.1.2 自制件经检验合格、外协件、外购件具有合格证或经检验合格方可用于装配。

5.1.3 装置的水管、三通及阀门及仪表等设备的材料应符合GB.3836等相关规定。

5.1.4 装置的水管、三通及阀门及仪表等设备的耐压材料不小于工作压力1.5倍。

5.1 一般要求

5.1.5 装置零、部件的连接应牢固、可靠。

5.1.6 装置的操作应简单、快捷、可靠。

5.1.7 装置的外表面涂、镀层应均匀、牢固。

5.1.8 装置应具有减压、过滤、三通阀门等功能。

5.1.9 饮用水质用应符合CJ94-2005的规定。

5.1.10 供水水源应需要至少2处以确保正常供水。

5.1.11 供水施救。供水应保持24小时有水。

5.1.12 避灾人员在使用装置时，应保障阀门开关灵活、流水畅通。

5.2 环境条件

除有关标准另有规定外，系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作：

a）环境温度：0℃～40℃；

b）平均相对湿度：不大于95%（＋25℃）；

c）大气压力：80kPa～106 kPa；

d）有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。

5.4 主要功能

5.4.1系统应具有基本的防尘供水功能;

5.4.2系统应具有供水水源优化调度功能;

5.4.3 系统应具有在各采掘作业地点、主要硐室等人员集中地点在灾变期间能够实现应急供水功能;

5.4.4系统应具有过滤水源功能。（具体说明：防尘供水管道与扩展饮用水管道衔接处或在供水终端处增加过滤装置，以达到正常饮用水要求）

5.4.5系统宜具有管网异常报警功能;（水压异常、流量异常）

5.4.6 系统宜具有水源、主干、分支水管管网压力、及流量等监测功能；

5.4.7 系统宜保护水管管网功能，以防止灾变破坏。

6 安装及日常维护要求：

6.1 安装要求：

1）在防尘供水系统基础上，结合本矿井实际情况及井下作用人员相对集中人员的情况，合理扩展水网，以满足供水施救的基本要求。

2）采掘工作面每隔200m～500m安装一组供水阀门。

3）主要机电等硐室各安装一组供水阀门。

4）各避难硐室各安装一组供水阀门。

5）特殊情况或特殊需要时，按要求的地点及数量进行安装。宜考虑在压风自救就地供水。

6）应在饮用水管处或在各个供水阀门处安装净水装置，以满足饮用水的要求。6 安装及日常维护要求：

6.1 安装要求：

7）单独供水施救系统，一般主管选用DN50，支管选用DN25。

8）饮水阀门高度：距巷道底板一般1.2m以上。

9）饮用水管路，埋设深度50cm以上。

10）饮用水管路尽量水平、牢固，安装。

11）供水阀门手柄方向一致。

12）供水点前后2m范围无材料、杂物、积水现象。宜设置排水沟。

第四节 矿井消防防尘系统设计

全矿井正常生产一个采煤工作面和两个掘进头，根据矿井生产布局，结合井下综合防尘用水情况，确定全矿井的用水量，配备矿井防尘管路。

一、 采煤工作面用水量计算

1、 湿式煤电钻用水量

2L/min=120L/h=0.12m3/h

2、 转载点喷雾装置用水计算（按2个喷头计算）

4L/min=240L/h=0.24m3/h×2＝0.48 m3/h

3、 净化水幕喷雾装置用水量计算

4.5L/min=270L/h=0.27m3/h

每道净化水幕按4个喷头计算

0.27 m3/h×4=1.08 m3/h

4、 工作面洒水用水量计算

8L/min=1080L/h=1.08m3/h

采煤工作面最大用水量（按同时用水量计算）

煤电钻用水+转载点用水+净化水幕用水+工作面洒水用水=0.12+0.48+1.08+1.08=2.76mm3/h

5、 工作面配备管径计算

d=（Q/900πVp）1/2

式中：d、配备管径直径m

Q：工作面防尘用水量2.76 mm3/h

л：圆周率取3.14

VP：经济流速取2.2m/s

代入式中：

d=（Q/900πVp）1/2=（2.76/900×3.14×2.2）1/2=（2.76/6217.2）1/2

=（0.0004）1/2=0.02m=20mm

根据计算采煤工作面配备1寸防尘水管能满足防尘需求。

二、 掘进工作面用水量计算

1、 湿式煤电钻用水量

2L/min=120L/h=0.12m3/h

2、 转载点喷雾装置用水量计算（按2个喷头计算）

4L/min=240L/h=0.24m3/h×2＝0.48 m3/h

3、净化水幕喷雾装置用水量计算

4.5L/min=270L/h=0.27m3/h

每道净化水幕按4个喷头计算

0.27m 3/h×4=1.08 m3/h

4、掘进工作面洒水用水量计算

18L/min=1080L/h=1.08m3/h

掘进工作面最大用水量（按同时用水量计算）

煤电钻用水+转载点用水+净化水幕用水+工作面洒水用水=0.12+0.48+1.08+1.08=2.76 m3/h

5、掘进工作面配备管径计算

d=（Q/900лVp）1/2

式中：d、配备管径直径m

Q：工作面防尘用水量2.76 m3/h

л：圆周率取3.14

VP：经济流速取2.2m/s

代入式中：

d=（Q/900πVp）1/2=（2.76/900×3.14×2.2）1/2=（2.76/6217.2）1/2

=（0.0004）1/2=0.02m=20mm

根据计算掘进工作面配备1寸防尘水管能满足防尘需求。

三 、 其它地点用水量计算

1 、其它巷道洒水用水量

18L/min=1080L/h=1.08m3/h

2、运输道转载点喷雾用水量

按8部运输机计算，每部用水量0.48m3/h

0.48×8=3.84 m3/h

3、其它地点净化水幕用水量

按10道水幕计算，每道水幕用水量0.27m3/h

0.27×10=2.7 m3/h

其它地点用水量总计：

1.08+3.84+2.7=7.62 m3/h

四、 全矿井用水量计算

1、 按全部设施投入使用用水量

采煤工作面用水量+掘进工作面用水量+其它地点用水量=2.76+2.76+7.62=13.14 其它地点用水量

2、 全矿井配备防尘管路计算（主要巷道）

d=（Q/900πVp）1/2=（13.14/900×3.14×2.2）1/2=（13.14/6217.2）1/2

==0.045m=45mm

根据计算配备2寸防尘水管能满足防尘需求

五、 消防水枪用水量计算

1、 每个消防水枪用水量

0.6m3/min=36 m3/h

2、 两个消防水枪用水量

36×2=72 m3/h

3、使用一个消防水枪配备管径

d=（Q/900лVp）1/2=（36/900×3.14×2.2）1/2=（36/6217.2）1/2

==0.076m=76mm

根据计算配备管径3寸管路。

4、 同时使用两个消防水枪配备管径

d=（Q/900πVp）1/2=（72/900×3.14×2.2）1/2=（72/6217.2）1/2

==0.1076m=107.6mm

根据计算配备管径4寸管路。

六、 防尘水源

全矿井水源2处，一处地面静压水池200m3，安设管径4寸，另一处地面静压水池容积290 m3，水流量为26.1 m3/h，安设管径4寸，两处水池总容积490 m3。

七 、井下连续供水时间计算

1、 490m3÷72m3/h=6.8h（按同时使用两个水枪计算）

2、 490 m3÷36m3/h=13.6h（按使用一个水枪计算）

3、 490 m3÷13.14m3/h=37.2h（按全矿井防尘用水量计算）