煤礦井下爆炸材料庫設計及施工

摘 要：爆炸材料庫是爆炸材料的集運管控中心，是煤礦的重大危險源，故在進行爆炸材料庫設計和施工時要科學、合理的確定其設計和施工要點。文章以國投新集公司某礦爆炸材料庫為例，在分析施工區(qū)域地質水文資料的基礎上，闡述了爆炸材料庫貯存量設計和爆炸材料庫組成應考慮的問題，然后就爆炸材料庫巷道布置、施工和支護等方面進行了闡述。

關鍵詞：爆炸材料庫；貯存量；巷道施工；支護

煤礦井下爆炸材料庫是雷管、炸藥等爆炸材料的集運管控中心，是煤礦安全管理的要害場地，是煤礦的重大危險源[1]。爆炸材料庫設計和施工是否合理，對于礦井安全管理至關重要。爆炸材料庫安全問題時有發(fā)生，特別是2010年6月發(fā)生在河南某礦致使47人死亡的爆炸材料庫爆炸事故給礦井安全管理敲響了警鐘。正是由于爆炸材料庫的安全問題比較突出，故相關部門對于煤礦井下爆炸材料庫的設計、施工和管理要求也越來越高[2]。目前，我國煤礦井下爆炸材料庫主要依照《煤礦安全規(guī)程》、《采礦工程設計手冊》等相關要求進行設計，掌握爆炸材料庫設計和施工要點是保障礦井安全生產(chǎn)的重要前提，現(xiàn)以國投新集能源股份有限公司某礦為例對井下爆炸材料庫設計和施工進行闡述。

1 地質水文條件分析

該礦井下爆炸材料庫設計施工在1煤頂板巖層中，該頂板巖層主要巖性為砂質泥巖、中細砂巖和中砂巖。中細砂巖呈粒質結構，斷面常附有白色云母片，該巖層節(jié)理裂隙發(fā)育程度較高，致密性一般，硬度系數(shù)f=4.9～5.2；中砂巖以石英和長石為主，含有少量的白色云母片，裂隙發(fā)育程度一般，該巖層致密性較好，巖層整體硬度系數(shù)f=5.0～6.0。地質資料顯示，該爆炸材料庫所施工區(qū)域為向南偏西的單斜構造，地層產(chǎn)狀約189°～199°、∠3°～9°，地質構造簡單，但不排除在施工過程中會揭露出一些小的地質構造。根據(jù)水文地質資料顯示，故在掘進過程中有可能會有少量的頂板和側幫淋水現(xiàn)象，但施工范圍內無鉆孔和勘查出的斷層，故不會受到鉆孔水影響，斷層水威脅性也極低。

2 貯存量設計分析

爆炸材料庫與礦井建設滿足“三同時”要求，在進行爆炸材料庫設計時需按照礦井設計產(chǎn)能、裝備水平、通風設計、采掘布置等多個因素進行綜合考慮，最后按照實際需要進行設計爆炸材料庫的最大貯存量。由《煤礦安全規(guī)程》可知，井下爆炸材料庫貯存量不得超過礦井3天所需炸藥量和10天所需雷管量。但是，在礦井正常生產(chǎn)中，會因地質條件、采掘布置、實際生產(chǎn)能力等因素的變化，爆炸材料所需量也會發(fā)生變化，這些因素在爆炸材料庫初始設計時往往考慮欠缺，造成其貯存量設計難以滿足以后礦井生產(chǎn)，若在以后再對爆炸材料庫進行改擴建又會牽涉到多方面因素的限制，故初期設計問題具爆炸材料庫安全管理問題層出不窮的重要原因，故要保證爆炸材料庫有一定的增容、擴容余地。

3 爆炸材料庫施工設計

3.1 爆炸材料庫組成及安全要求

煤礦井下爆炸材料庫主要由炸藥庫房、雷管庫房、雷管分揀庫房、電氣設備室、炸藥發(fā)放室等硐室和進、回風通道組成。本著安全的要求，炸藥和雷管要單獨存放，且炸藥庫房和雷管庫房與井筒、主要巷道和硐室等法線距離滿足相關要求。要確定爆炸材料庫的殉爆安全距離滿足要設計要求，庫房與外部巷道需采用3條互成90°角的連通巷道相交，在相交處根據(jù)相關要求要外延2m，連通巷道盡頭處需布置緩沖沙箱隔墻，庫房與兩端通道間需布置齒形阻波墻。

3.2 巷道布置

綜合考慮到爆炸材料庫施工范圍內的地質水文條件，結合現(xiàn)場實際和煤礦開采需要，將爆炸材料庫施工分為三部分，分別為爆炸材料庫交岔點繞道、爆炸材料庫東段巷道、爆炸材料庫回風道南端平巷段，具體見圖1所示。其中爆炸材料庫交岔點繞道設計長度8.84m，爆炸材料庫東段巷道設計長度30.53m，爆炸材料庫回風道南端平巷段設計長度22.8m，掘進總長度為62.2m，井下爆炸材料庫及回風道（南端平巷段）巷道錨網(wǎng)索斷面為直墻半圓拱形。爆炸材料庫交岔點繞道及回風道（南端平巷段）斷面：凈寬2.8m，凈高2.9m，其中墻高1.5m；爆炸材料庫東段巷道斷面：凈寬2.8m，凈高2.97m，其中墻高1.57m，噴漿厚度100mm，噴射砼強度等級為為C20。

圖1 爆炸材料庫巷道布置圖

3.3 支護參數(shù)的確定

爆炸材料庫相關巷道均采用錨網(wǎng)索噴支護，選擇規(guī)格為Ф22mm×2500mm的左旋螺紋金屬MG500高強錨桿，托盤規(guī)格為150mm×150mm×12mm金屬鋼板，錨桿間排距為800×800mm，每排設計9根錨桿，每根錨桿使用3卷K2360型或K2850樹脂錨固劑；選擇規(guī)格為Ф21.8mm×6200mm的預應力錨索，托盤規(guī)格（長×寬×厚）為150mm×150mm×14mm，每根錨索使用4卷K2360樹脂錨固劑；鋼筋網(wǎng)為Ф6mm圓鋼加工而成，規(guī)格（長×寬）為2000mm×1000mm；H鋼帶采用Ф12mm的圓鋼制作而成，長1900mm。在施工時，頂板完整性較好時，錨索滯后迎頭不超過8m；頂板破碎時，錨索滯后迎頭不超過3排。

3.4 質量要求

錨桿墊板要緊貼金屬網(wǎng)及巖面，錨桿角度應垂直巖面或巷道輪廓線，角度不得小于75°，錨桿露出螺母10～40mm，墊板螺帽安裝必須使用加長力矩扳手或風動扳手緊固，確保扭矩達到300N·m以上，錨桿抗拔力不得低于100kN。錨索安裝深度應不小于8.0m，生根基巖不小于2.0m，孔距允許偏差±100mm。錨索鉆孔軸線與設計軸線偏差角不應大于2°；錨索外露長度150～250mm，預緊力不低于160kN。巷道凈寬允許誤差為0～+100mm，凈高允許誤差為0～+100mm，巷道坡度偏差不得超過1‰。

4 結束語

爆炸材料庫是礦井設計施工的重要環(huán)節(jié)，科學合理的爆炸材料庫設計和施工是確保礦井安全生產(chǎn)的重要保證。故在進行爆炸材料庫設計和施工時要真正的領會和掌握爆炸材料庫的設計施工要點，從開始設計就從分考慮影響爆炸材料庫設計、施工和使用的諸多影響因素，只有這樣才能保證爆炸材料庫在投入使用后能夠安全、可靠運行，為礦井安全生產(chǎn)奠定基礎。

參考文獻

[1]武新文，劉德平，邱法林，等.井下爆炸材料庫有關設計問題分析[J].煤炭工程，2008（11）：10-11.

[2]李楠.煤礦井下爆炸材料庫設計[J].能源技術與管理，2014，39（4）：142-144.

作者簡介：匡大坤（1984，3-），男，安徽六安人，本科，助理工程師，現(xiàn)從事煤礦采掘技術管理工作。