潘先峰

（中煤科工集團淮北爆破技術研究院有限公司，安徽 淮北 235000）

隨著我國礦山資源開采逐步向深部延伸，從2014～2018年工業(yè)炸藥、雷管銷售流向數據上看，用于礦山開采的炸藥、雷管量占總量的70%左右[1]，民爆物品在礦山生產中具有不可替代的作用。井下爆炸材料庫是按專門規(guī)定設計建造用于儲存和發(fā)放炸藥、雷管等民爆物品的井下硐室，是礦山安全生產管理的重點區(qū)域。隨著國家對民爆物品監(jiān)管力度的不斷加強，很多井下爆炸材料庫由于設計年限比較久遠，已不滿足現有的規(guī)范要求。為貫徹落實國家相關政策，需對其進行改造或重新設計，使民爆物品安全管理走上正規(guī)化、規(guī)范化的運行管理體制，規(guī)范民爆物品儲存、發(fā)放、使用、管理等各環(huán)節(jié)的行為，提高涉爆安全的防控能力。

以淮北徐樓礦業(yè)有限公司委托設計的井下爆炸材料庫為例，在設計中根據井下庫設計要求，對井下爆炸材料庫的組成、庫容量及布置形式、殉爆安全距離等設計要點進行分析，并提出科學規(guī)范的設計方案。

1 工程概況

淮北徐樓礦業(yè)有限公司礦山開采能力為150萬t/a，年工作日按276d，其生產能力為0.543萬t/d。隨著安全標準的不斷嚴格和技術水平的不斷提升，其原有爆炸材料庫的總體安全條件、輔助配套設施及安全管理體系的完善程度已不滿足國家標準的要求，制約了公司的正常生產活動。為了保障公司正常安全生產活動，促進公司更好更快發(fā)展，需重新設計井下爆炸材料庫。根據企業(yè)提供設計資料，預計3d的炸藥用量為4500kg，10d的雷管用量為20000發(fā)[2-3]?？紤]礦山開采中對生產機械化和采掘方式調整等因素，在設計時保留一定的余量，炸藥的存量按6000kg設計，雷管的存量按20000發(fā)設計。

2 井下爆炸材料庫設計

2.1 庫區(qū)選址

根據現場勘查，結合企業(yè)提供井下相關巷道關系圖、水文地質資料等，井下爆炸材料庫選擇在埋深約230m圍巖穩(wěn)定的巖層中，避開破碎帶和含水層。庫房距主要井巷及硐室的安全距離應滿足表1。

表1 庫房距主要井巷及硐室的安全距離

根據獨立通風的需要，力求通風距離短，盡量縮短井下爆炸材料庫運送民爆物品的線路長度，綜合企業(yè)建議，選擇位置如圖1所示。

圖1 井下爆炸材料庫地形圖

2.2 井下爆炸材料庫布置形式及組成

井下爆炸材料庫有硐室式和壁槽式兩種形式，且炸藥和雷管必須分開貯存。根據庫區(qū)貯存規(guī)模為工業(yè)炸藥6000kg，工業(yè)雷管20000發(fā)，選擇硐室式井下爆炸材料庫。按照規(guī)范要求，此次庫區(qū)共設計3座炸藥硐室，貯量均為2000kg，2座雷管硐室，貯量均為10000發(fā)。井下爆炸材料庫一般由炸藥硐室、雷管硐室、輔助硐室、回風巷和進出通道組成，其平面布置如圖2所示。

2.3 殉爆安全距離

殉爆安全距離以引起殉爆時兩存藥硐室間的最大距離來表示。硐室之間的殉爆安全距離，一般按經驗公式計算：

（1）炸藥硐室之間的殉爆安全距離，計算公式為：

式中：

R1-炸藥硐室之間的殉爆安全距離，m；

Q-硐室內貯存的炸藥量，取2000kg；

k1-炸藥硐室之間的計算系數，取0.25。

計算得出R1=11.18m

（2）雷管硐室之間的殉爆安全距離，計算公式為：

式中：

R2-雷管硐室之間的殉爆安全距離，m；

N-硐室內貯存的雷管量，取10000發(fā)；

k2-雷管硐室之間的計算系數，取0.06。

計算得出R2=6.0m

（3）雷管硐室與炸藥硐室之間的殉爆安全距離，計算公式為：

式中：

R3-雷管硐室與炸藥硐室之間的殉爆安全距離，m；

N-硐室內貯存的雷管量，取10000發(fā)；

K3-雷管硐室與炸藥硐室之間的計算系數，取0.1。

計算得出R3=10.0m

圖2 安徽省某鐵礦井下爆炸材料庫平面布置圖

2.4 庫房容量及輔助硐室布置

單個炸藥硐室的最大存量為2000kg，炸藥箱外形尺寸為405mm×320mm×240mm，箱堆高度不應超過1.8m，理論計算為1.8/0.24=7.5層，每個硐室內炸藥最大存量為1992kg，即83箱。根據現場堆放經驗，藥箱堆放在木地板上，木板上應鋪設不小于3mm厚的膠皮板，木地板應墊不小于100mm的墊木。考慮藥箱之間要有300mm的間隙，堆放過高會使藥箱變形，選擇最多堆放6層。設計炸藥硐室尺寸長×寬×高=3.2m×2.4m×2.6m。同理，單個雷管硐室的最大存量為10000發(fā)，雷管箱外形尺寸為600mm×350mm×350mm，每箱1000發(fā)，箱堆高度不應超過1.5m，選擇堆放3層，每個硐室內存10箱，雷管硐室尺寸長×寬×高=2.0m×1.4m×2.0m。

井下爆炸材料庫輔助硐室主要包括消防硐室、雷管揀選硐室、放炮員工具儲存硐室、雷管發(fā)放硐室、電器設備室、炸藥發(fā)放硐室。庫房的通道主要包括連通巷道和專用回風巷道。

2.5 硐室斷面形狀及支護形式

根據礦井圍巖條件，硐室采用半圓拱形斷面[4]，采用混凝土砌碹支護，厚度為250mm，混凝土強度等級為C25。施工完畢，爆破器材硐室及輔助硐室要用1:3防水砂漿抹面。回風巷采用錨噴支護，噴砼厚度100mm。硐室采用混凝土地面，并鋪設木地板，并鋪設橡膠皮?？箾_擊波活（閉）門的門框基礎的混凝土等級為C25。

3 其他設計問題

3.1 庫區(qū)輔助設施設計

（1）庫房兩端通道與庫房連接處均設有齒形阻波墻，進、出口端分別裝有抗沖擊波活門和抗沖擊波閉門，進口端發(fā)放硐室外側安裝有鐵柵欄門，出口側安裝鐵柵欄門。巷道盡頭均設置緩沖砂箱隔墻，庫房設有獨立回風系統(tǒng)、調節(jié)風門及風窗等設施。

（2）硐室地面應高于連接巷道0.2m以上，貯存硐室和通道均設有水溝，水溝應有向外大于7‰的下坡，水溝起點深度應不小于150mm。

（3）設有消防硐室、雷管揀選硐室、放炮員工具儲存硐室、雷管發(fā)放硐室、電器設備室、炸藥發(fā)放硐室，2個沙池。

3.2 安全設計

（1）硐室距主要巷道的法線距離均大于100m，距行人巷道的法線距離均大于35m，距地面或上下巷道的法線距離均大于30m。

（2）設計了獨立的通風系統(tǒng)，保證每小時至少4倍爆炸材料庫總容積的風量，使回風流直接引入礦井的總回風巷中。

（3）炸藥硐室、雷管硐室及發(fā)放室鋪設導靜電膠皮，應鋪平整，禁止用金屬構件固定導靜電膠皮。

（4）庫房內應配有溫度計，庫房內溫度不得高于30℃，且不宜低于-10℃。

（5）庫房和外部巷道之間設置了三條互成直角的連接巷道。

（6）通道內設置隔爆水槽。

3.3 電氣設計

從配電端到受電端采用銅芯鎧裝電纜沿巷道頂部敷設，鋼管采用螺紋連接，螺紋應完整連接并不小于6扣，配電線路中所有的接頭都必須設在防爆接線盒里。配電線路采用阻燃電纜。照明回路中配備用電源，備用電源連續(xù)供電時間不應小于30min。照明開關及燈具應采用II類B級隔爆型、增安型。照明開關應安裝在配電箱內，鑰匙由專人保管。在庫區(qū)的進出口分別設置防靜電簾。

3.4 消防設計

爆破器材庫設2個沙池、4把消防锨、10個5kg及以上的磷酸銨鹽干粉滅火器。

4 結論

在井下爆炸材料庫設計中，應結合現場地形條件，根據企業(yè)要求，按照相關規(guī)范、標準合理選址，綜合考慮工程投資、庫區(qū)內、外安全距離等因素進行設計，從而保障礦山民爆物品的儲存安全。本文以井下爆炸材料庫的設計為例，詳細介紹了井下爆炸材料庫的一般規(guī)定及要求、組成、庫容量及布置形式、殉爆安全距離等，對井下爆炸材料庫的設計要點進行分析，在設計中嚴格按照相關礦山井巷工程設計規(guī)范、規(guī)程等，并提出了科學規(guī)范的設計方案，旨在為類似條件的井下爆炸材料庫設計及其他類似巷道工程提供參考。