火灾自动报警系统在煤矿地面生产系统中的应用

何丽微

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳 110015）

煤矿地面生产系统由煤炭加工、矸石处理、材料和设备输送等构成，其中地面煤炭加工系统有受煤、筛分、破碎、选煤、储存、装车等主要环节。煤矿地面生产系统生产设备种类繁多，而且煤矿在生产和储运过程中产生大量可燃性粉尘，容易引发火灾事故。火灾自动报警系统是一种安装在建筑物或其他场所，使人们能及早发现火情并采取有效措施控制和扑灭火灾的自动消防设备，是人们扑救火灾的有力工具，对于煤矿企业的安全生产起到了非常重要的作用。

1 火灾自动报警系统的构成

火灾自动报警系统是根据煤矿地面生产系统的规模和建筑物的特点等因素建立起来的，通常由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、分布式光纤测温系统、消防专用电话、消防应急广播、手动火灾控制盘、消防炮系统、火灾报警控制器、消防联动控制器、消防控制室图形显示装置、消防电源、可燃气体探测系统、电气火灾监控系统等组成[1]。

2 消防控制室的设置

1）消防控制室的设置要求。煤矿地面生产系统设置的火灾自动报警系统或是自动灭火系统，通常具有消防联动控制功能，因此大都需要设置消防控制室。消防控制室是煤矿地面生产工程中消防系统的信息中心、控制中心、日常运行管理中心和各自动消防系统运行状态监视中心，也是发生火灾和日常火灾演练时的应急指挥中心。不同的工程项目有时会根据实际需要，将消防控制室与生产调度室或其他弱电系统的控制室合用，这种情况下消防系统的设备就需要集中设置在一起，并且要与其他设备之间设置非常明显的间隔。当工程规模较大，占地或工程占线特别长时，也可能需要设置多个消防控制室，需要确定哪个是主消防控制室、哪个是分消防控制室。主消防控制室能够显示共用消防设备的状态信息，并且能实现对系统内共同的消防设备的控制；主消防控制室还要能显示各分消防控制室内消防设备的状态信息，能够控制分消防控制室内的消防设备，以及其对应的消防系统和设备；各分消防控制室内的消防设备之间不能够相互控制，但是可以相互传输和显示状态信息。

2）消防控制室内的主要设备。消防控制室内通常设置火灾报警控制器、消防联动控制器、可燃气体探测系统主机、消防控制室图形显示装置、分布式光纤测温系统主机、消防专用电话总机、消防应急照明和疏散指示系统控制装置、消防应急广播控制器、消防电源、消防炮主机、手动控制盘等设备。消防控制室内必须设有用于火灾报警的外线电话。

3 设备选择与设置

3.1 火灾探测器的选择

1）生活、办公类建筑火灾探测器的选择。对于综合楼、办公楼、宿舍、调度楼等生活、办公类建筑，根据建筑的用途、层高、建筑特点等选择相适应的点型感烟、感温或复合型探测器。如办公楼的厅堂、办公室、计算机房、通信机房、楼梯、走道、车库、档案室、宿舍房间等均适宜选择点型感烟探测器。

2）生产类建筑火灾探测器的选择。对于生产类的建、构筑物，探测器的选择需要综合考虑建筑的层高、用途、设备特点、空间布局以及物料的特性、探测器的适用范围等诸多因素。配电室可安装点型感烟探测器；泵房等湿度较大的地方，可采用点型感温火灾探测器；对于运煤系统的转运站、碎煤机室、运煤栈桥等建筑，根据发电厂与变电站设计防火标准的规定，可采用缆式线性感温探测器[2]。缆式线型感温探测器还适用于电缆桥架、电缆沟、电缆隧道、电缆竖井、电缆夹层等电缆敷设的场所，以及不适合安装点型探测器的闷顶、夹层，各种带式输送机等场所。特别是对于带式输送机，在长距离煤炭输送系统中，带式输送机动则几公里甚至几十公里长，将缆式线型感温探测器敷设在带式输送机托辊两侧，能起到非常好的火灾探测预警作用[3]。缆式线型感温探测器在皮带输送装置上敷设示意图如图1。而分布式光纤感温探测器以其测量距离远，适于远程监控，具有抗电磁干扰能力强，在高电磁环境中可以正常工作，且灵敏度高，测量精度高、寿命长，成本低等优点，在煤炭生产系统中得到了广泛的应用。对于筒仓的仓上和仓下、汽车卸煤坑的地下部分、带式输送机的暗道等地下场所，应增设可燃气体探测器，主要是选用一氧化碳探测器和甲烷探测器。

图1 缆式线型感温探测器在皮带输送装置上敷设示意图

3.2 手动火灾报警按钮的设置

火灾自动报警系统需要设置手动火灾报警按钮以方便人们发现火情时迅速给系统发出信号，手动火灾报警按钮的设置要依据防火分区的划分进行，每1 个防火分区至少设1 个。设置于建筑出入口处或疏散通道等明显而且便于操作的地方，并要实现从1 个防火分区内的任何地方，到最近的手动火灾报警按钮，其步行距离要小于等于30 m。手动火灾报警按钮可以采用壁挂的安装方式，底边距地面高度设置为1.3～1.5 m，为了便于识别需设置明显标志。

3.3 火灾警报器的设置

火灾警报器设置在建筑的明显部位，如建筑内部拐角、转载站、破碎楼、带式输送机栈桥楼层的楼梯口等。火灾警报器设置的位置尽量均匀，声压级要高于60 dB；在环境噪声高于60 dB 的场所，声压级比背景噪声要高出15 dB[4]。

3.4 消防应急广播扬声器及消防专用电话的设置

1）在生产车间和综合楼、办公楼内需设置消防应急广播，当扬声器设置场所的环境噪声高于60 dB 时，在播放范围内最远点的声压级，应比背景噪声至少高15 dB。

2）消防专用电话网络必须要独立设置消防通信系统。消防控制室的内部要设消防专用电话主机。消防专用电话系统的多线制系统，每个电话分机需单独进行与总机连接。消防专用电话分机应设置在以下场所：变配电室、消防水泵房、主要通风和空调机房、计算机网络机房以及操作灭火控制系统装置的地方或厂区消防站、消防控制室、调度室、消防电梯机房，或者与消防联动控制有关的部位。消防电话分机要安装在方便使用的明显部位，安装时要固定牢，为了与普通电话区分开，应有明显标识。

3.5 模块的设置

报警区域内要设置模块箱，由金属材料制成，模块需设置在对应报警区域的模块箱中，并且要集中。配电（控制）柜（箱）内不可设置模块。模块与报警区域内的设备对应控制，不能跨报警区域控制。防爆场所设置的模块需安装在防爆箱内。

3.6 特殊场所设备的选型及分系统主机的配置

1）对于生产或储运原煤、褐煤的封闭式带式输送机栈桥、转运站、破碎楼、暗道、储煤场等封闭场所，火灾报警系统的相关设备应采用粉尘防爆型，并根据实际所选择的报警设备需求配置安全栅等相关元器件。

2）分布式光纤测温系统、可燃气体探测系统、消防炮所连接的上位机工作站，可根据工程规模及实际需要进行配置。

3.7 其它设备的设置要求

手动火灾报警按钮、火灾探测器或模块等设备，要连接到消防联动控制器或火灾报警控制器上，火灾报警控制器所连接的设备总数和地址总数，不能大于3 200 点；每1 条总线回路所连接的设备总数不宜大于200 点；消防联动控制器或火灾报警控制器（联动型）所连接的设备总数和地址总数，不应大于1 600 点，每1 条联动总线回路所连接的设备总数不宜大于100 点；无论是火灾报警控制器还是消防联动控制器，所连接设备和地址总数都要留有不少于额定容量10%的余量[5]。

总线断路隔离器能够避免分支线路短路对整个系统正常工作的影响，因此规定每只总线短路隔离器所保护的探测器、报警按钮和模块等消防设备数量的总和不可大于32 个；在跨越防火分区时，总线上也要设置总线短路隔离器。

4 导线选择及线路敷设

1）对于50 V 以下供电的控制线路以及传输线路，需采用电压等级不低于交流300/500 V 的铜芯铜芯电缆或绝缘导线。对于交流220/380 V 的供电和控制线路，采用电压等级不低于交流450/750 V 的铜芯电缆或铜芯绝缘导线[6]。火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路采用耐火铜芯电线电缆，报警总线、消防应急广播和消防专用电话等传输线路采用阻燃或阻燃耐火电线电缆。

2）线路暗敷设时，需要对线路进行穿管保护，保护管可采用金属管、可挠（金属）电气导管，要敷设在不燃烧体的结构层内，对于保护层厚度要求是不小于30 mm；线路明敷设时，采用金属管、可挠（金属）电气导管或金属封闭线槽保护。矿物绝缘类不燃性电缆可明敷。敷设线路时尽量避开可能受到的机械损伤、振动、腐蚀、紫外线照射以及可能受热的地方，不能避开时要采取预防措施[7]。

3）不同电压等级的线缆不应穿入同一根保护管内[8]，当合用同一线槽时线槽内应有隔板分隔。

4）所有连接消防系统设备的信号线以及控制电缆、电线等的选型必须满足消防局的要求，阻燃或耐火型控制电缆、电线，要求质量可靠。所有线槽均采用耐火线槽；金属线槽穿过防火分区及楼层时应在安装完毕后，将其用防火材料封堵。

5 结语

火灾自动报警系统在煤炭开采、洗选及煤炭储存、运输中占据着重要的地位。科学合理有效地设置高科技智能化防火系统，合理地进行火灾自动报警系统的设备配置，在投入使用后要确保万无一失。随着科学技术的发展，火灾自动报警系统也将向网络化、智能化及多样化方向发展，火灾自动报警系统将形成报警、救援、管理及服务等多种功能，成为煤炭生产系统安全保障的重要组成部分。