煤炭矿井设计防火规范[附条文说明]GB51078-2015

前言

中华人民共和国国家标准
煤炭矿井设计防火规范
Code for design of prevention of mine fire in coal mines
GB 51078-2015
主编部门：中国煤炭建设协会
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2015年9月1日中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第702号 住房城乡建设部关于发布国家标准《煤炭矿井设计防火规范》的公告
现批准《煤炭矿井设计防火规范》为国家标准，编号为GB 51078-2015，自2015年9月1日起实施。其中，第3.1.1、3.1.3、3.1.4(1、2)、3.2.1(2)、3.2.4(2)、3.3.3(3)、4.1.2(1)、4.3.1(1、2)、5.2.1条(款)为强制性条文，必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年12月31日
本规范是根据住房城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求，由中煤科工集团重庆设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成的。
本规范在编制过程中，编制组进行了广泛调查研究，多次征求全国煤炭行业有关专家和单位的意见，参考了国内外有关资料，反复修改，最后经审查定稿。
本规范共分6章和1个附录，主要内容包括：总则、术语和符号、外因火灾防治、内因火灾防治、井下火灾检测及监控、防灭火设施及器材等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理，由中煤科工集团重庆设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料寄交中煤科工集团重庆设计研究院有限公司(地址：重庆市渝中区长江二路179号；邮政编码：400016；传真：023-68811613)，以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：中煤科工集团重庆设计研究院有限公司
参编单位：煤炭工业合肥设计研究院
中煤西安设计工程有限责任公司
中煤科工集团武汉设计研究院有限公司
中国矿业大学
主要起草人：万祥富卢溢洪王白空张刚卿恩东成刚邱林彬饶泽青蒲毅严天良张捷刘志刚夏吉均肖佑坤王德明陆伟王正辉黄通才何春诗张世良李尚国
主要审查人：冯冠学杨裕官于新胜张安林何建平何芳现吴影樊春辉

制订说明
《煤炭矿井设计防火规范》GB 51078-2015，经住房城乡建设部2014年12月31日以建设部第702号公告批准发布。
为便于各单位和有关人员在使用本规范时能正确理解和执行本规范，《煤炭矿井设计防火规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明，并对强制性条文的强制性理由作了解释。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

1总则

1.0.1 为规范煤炭矿井防火设计，防止和减少火灾危害，确保煤矿生产安全，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建煤矿咨询和设计阶段的井下防火设计。
1.0.3 煤炭矿井防火设计应坚持预防为主、综合治理的原则，做到安全适用、技术先进、经济合理。
1.0.4 煤炭矿井防火设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1 术语
2.2 符号

2.1 术语

2.1.1 煤的自燃倾向性 coal spontaneous combustion tend-ency
煤在常温下氧化能力的内在属性。
2.1.2 自然发火期 spontaneous combustion period
在一定条件下，煤从接触空气到自燃所经过的时间。
2.1.3 外因火灾 external fire
由明火、爆破、电流短路、摩擦等外部火源引起的火灾。
2.1.4 内因火灾 spontaneous fire
由煤炭或其他易燃物质自身氧化蓄热发生燃烧而引起的火灾。
2.1.5 阻化剂 retarder
阻止煤炭氧化自燃的化学药剂。
2.1.6 灌浆 grouting
  用输浆设备将泥浆送到防火或灭火地点的作业。
2.1.7 土(灰)水比 ratio of clay to water
  防灭火浆液中固体材料自然堆积体积与水体积之比。
2.1.8 防火门 fire-proof door
  防止井下火灾蔓延和控制风流的安全设施。
2.1.9 自然发火三带 three zones of coal
  采煤工作面由切顶线向采空区方向形成的散热带(冷却带)、氧化带和窒息带。
2.1.10 临界氧浓度 critical oxygen concentration
  采空区空气中使煤炭不能发生自燃的最高氧气浓度。
2.1.11 惰化防火指标 inertion index for prevention
  煤的防火临界氧气浓度。
2.1.12 惰化灭火指标 inertion index for extingishment
  彻底扑灭火源并不再复燃的临界氧气浓度。
2.1.13 开放式注氮 open type of nitrogen injection
  在需要注氮的区域未封闭时注氮。
2.1.14 封闭式注氮 seal type of nitrogen injection
  为控制火情或防止瓦斯爆炸，将发生火灾或积聚瓦斯的区域先封闭后再注氮。
2.1.15 三相泡沫 three-phase foam
  在浆液中添加一定比例的发泡剂并引入气源，使浆液发泡，进而形成集气、液、固三相于一体的泡沫防灭火材料。
2.1.16 发泡剂 foaming agent
  具有较高的表面活性、能有效降低液体的表面张力而发泡的物质。
2.1.17 发泡器 foam maker
  将引入气源和含发泡剂的浆液充分混合而发泡的装置。

2.2 符号

2.2.1 灌浆：
D——管道内径；
D₁——管路临界直径；
  g——重力加速度；
  G——工作面日产量；
  h——灌浆材料覆盖厚度；
  H——工作面回采高度；
H₁——输浆管道排出点管中心与输浆泵吸入口管中心的高差；
H₀——输浆管道末端剩余水头；
H_p——输浆泵清水扬程；
H_T——输浆管道总水头损失；
  i——输浆管路沿程水力坡降；
K_f——输浆泵磨损扬程折减系数；
K_j——颗粒推移运动比例与自由沉降速度和流速之间的关系系数；
K_m——输浆泵扬程降系数；
K_ζ——输浆管道局部阻力系数；
  L——工作面长度；
L_j——分段管路长度；
  m——输浆管路段数；
  M——浆液制成率；
  n——同时灌浆工作面数；
  N——灌浆添加剂防灭火效率因子；
  Q——管路通过流量；
Q_k——矿井灌浆量；
Q_w——回采工作面的灌浆量；
  t——灌注时间；
u_s——颗粒与管道的摩擦阻力系数；
  W——工作面灌浆宽度；
  α——固体颗粒的抑紊减阻系数；
  δ——土水比倒数；
ρ_c——煤的密度；
  λ——水的摩阻系数；

——颗粒平均自由沉降速度；
  △——注浆管道当量粗糙度；
ρ_m——浆液密度；
ρ_s——灌浆材料真密度；
  ρ——水密度；
  v——浆液流速。
2.2.2 注氮：
C₁——采空区氧化带内的原始氧浓度；
C₂——采空区防火惰化指标；
C_N——注入氮气中的氮气纯度；
D₀——基准直径；
D_i——实际输氮管路直径；
L_i——相同直径管路的长度；
P₁——输氮管路供氮绝对压力；
P₂——输氮管路末端绝对压力；
Q₀——采空区氧化带内的漏风量；
Q_max——管路最大输氮量；
Q_N——注氮流量；
λ₀——基准管路的阻力损失系数；
λ_i——实际输氮管路的阻力损失系数。
2.2.3 喷施阻化剂：
Q_y——吨煤用液量；
  S——工作面日进度；
  V——喷施量；
  η——工作面丢煤率。
2.2.4 灌注三相泡沫：
n_d——灌注点数；
n_j——发泡剂添加比例；
Q_f——添加发泡剂量；
Q_h——三相泡沫的小时灌注量；
Q_j——日灌注三相泡沫的浆液量；
Q_s——日灌注三相泡沫的用气量；
n_s——发泡剂的发泡倍数。

3外因火灾防治

3.1 一般规定

3.1.1 煤矿必须建立井下消防洒水系统，并应装设反风设施。（自2023年6月1日起废止该条，▶▶点击查看：新规《建筑防火通用规范》GB 55037-2022）

3.1.2 防火门设置应符合下列规定：
1 进风井口应装设防火铁门，防火铁门应严密并易于关闭，打开时不得妨碍提升、运输和人员通行；不设防火铁门时，应采取防止烟火进入矿井的安全措施。
  2 暖风道和压入式通风的风硐应至少装设2道防火门。
  3 井下机电设备硐室应设置向外开启的防火铁门。
  4 井下主排水泵房与主变电所硐室之间应设置防火栅栏铁门。
3.1.3 新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须采用不燃性材料建筑。（自2023年6月1日起废止该条，▶▶点击查看：新规《建筑防火通用规范》GB 55037-2022）
3.1.4 井巷支护材料选择应符合下列规定：
  1 进风井筒、回风井筒、主要生产水平的井底车场、井下主要硐室和采区变电所、井筒与各水平的连接处、主要绞车道与主要运输巷及回风巷的连接处，以及主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m范围内，必须采用不燃性材料支护。
  2 暖风道和压入式通风的风硐必须采用不燃性材料砌筑。
  3 井下机电设备硐室出口防火铁门外5m内的巷道，应砌碹或采用其他不燃性材料支护。（自2023年6月1日起废止该条1、2，▶▶点击查看：新规《建筑防火通用规范》GB 55037-2022）

条文说明

3.1.1 本条为强制性条文，必须严格执行。本条是关于井下消防洒水管路系统和矿井反风系统设施(包括主扇反风设施和井下反风设施)的规定，依据《煤矿安全规程》(2011版)和现行国家标准《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB&ensp;50383和《矿井防灭火规范》(试行)第29条要求制定。
一般说来，用水扑灭各类火灾(电气火灾、油类火灾等除外)是一种经济实用且有效的措施。在煤矿井下，一则可以对煤层和高温地点等发火隐患实施注水，防止和减少内因火灾的发生；二则无论内因火灾还是外因火灾发生后，可采用浇水、灌浆(泥、灰等)等措施进行灭火。水是煤矿防灭火管理工作中不可缺少的最基本的防灭火材料。
  矿井反风是在矿井发生灾变时的一项重要而有效的风流调度救灾措施。特别是在矿井入风井筒、井底车场、入风大巷等进风巷道发生矿井火灾(多为外因火灾)时，高温烟流和有害气体对井下作业人员的安全构成严重威胁。此时，可以采取矿井反风措施，使火灾烟流由进风井筒排出，从而保证井下人员的安全撤离和缩小灾害范围。
  1961年3月16日16时58分，抚顺胜利矿西部-280m水泵房高压配电室2号电容爆炸起火，并很快窜出泵房进入-280m水平入风大巷、两个采区的入风巷道及其工作面，导致110人一氧化碳中毒死亡。这是新中国成立以来伤亡人员最多的火灾事故。
  1974年12月14日22时10分，抚顺胜利矿2号进风斜井距井口560m处(该处上下350m为木板支护)铝芯电缆接线盒短路引起火灾，井下1500人的生命安全受到严重威胁。紧急情况下指挥部决定下令反风(东西翼主要通风机分别于23时12分和23时轮烧坏，但井下无一人伤亡。
  从以上两例可见矿井装设反风设施的必要性。
3.1.2 本条是关于防火门设置的规定。
  1 依据《煤矿安全规程》(2011版)，进风井口应安设防火铁门，其目的是为了防止进风井口及附近一旦发生外因火灾时，产生的烟雾及有害气体在矿井通风压力作用下，进入井下威胁矿井安全和对人员造成伤害。
  2 依据《煤矿安全规程》(2011版)，采用压入式通风的矿井，为了防止地面火灾进入暖风道或风硐引发更大火灾，规定暖风道和压入式通风的风硐应至少装设2道防火门。
  3 依据《煤矿安全规程》(2011版)，井下机电设备硐室应装设向外开的防火铁门，其目的是一旦硐室内部发生电气火灾时便于人员撤离，并防止人员拥挤在门口处而打不开防火门，延误人员撤离火区。在设置防火铁门时，铁门上应装设便于关严的通风孔，在正常情况下便于控制硐室通风量，在意外火灾情况时便于隔绝通风。
3.1.3 本条为强制性条文，必须严格执行。本条是关于井架和井口房建筑材料的规定，依据《煤矿安全规程》(2011版)制定。井架、井口房及其周围的各种建筑是煤矿的要害和重要建筑物，其内安设着担负矿井原煤、矸石、材料和人员提升任务的主要设备。若采用可燃性材料构筑，一旦发生外因火灾，不仅这些建筑物和里面的各种设备会被烧毁，造成矿井生产中断，而且火灾产生的烟雾及有害气体进入井下，威胁井下所有人员的生命安全而酿成重大灾害事故。例如，1962年6月3日，抚顺胜利矿立井东侧翻矸台动力电缆短路冒火，引燃井架内部的可燃物发生火灾，将吊桶大绳烧断，在吊桶内的4名工人遇难。因此规定，“新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须采用不燃性材料建筑”。
3.1.4 本条是关于井巷支护材料选择的规定。
  1 本款为强制性条文，必须严格执行。本款依据《煤矿安全规程》(2011版)制定。
首先，井筒、井底车场等地点经常有提升运输设备频繁运行和敷设多条管路、高压电缆等设施，发生撞击、摩擦和电火花的概率较大。如果采用可燃性材料支护，就可能引起火灾，而且这些地点都处在矿井的入风系统，发火造成的危害也较为严重。例如，1974年12月14日，抚顺胜利矿2号入风斜井距井口560m处铝芯电缆接线盒短路起火，引燃井筒的支护材料(该处上下350m为木背板支护)酿成火灾，烈火与浓烟顺风而下，直接威胁井下1500人的生命安全，采取了矿井反风措施后，人员才安全无恙。
  其次，这些地点采用不燃性材料支护，还可以起到隔离带的作用。2001年2月3日18时30分，抚顺老虎台矿-680m水平高压电硐室油浸变压器着火，并很快沿-680m入风大巷向东燃烧，浓烟滚滚，直接威胁上部-630m生产水平所有工人的生命安全，大火向前燃烧30m时遇到了料石砌碹支护，巷道内没有可燃物质，大火被截住再没有向前燃烧。由于抓住了这一灭火良机并及早撤出了受威胁的人员，没有造成人员伤亡。
  2 本款为强制性条文，必须严格执行。本款依据《煤矿安全规程》(2011版)制定。
采用压入式通风的矿井，为了防止地面火灾进入暖风道或风硐内引发更大火灾，规定“暖风道和压入式通风的风硐必须采用不燃性材料砌筑”。
  3 本款依据《煤矿安全规程》(2011版)制定。