潘先峰

（中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司，安徽 淮北 235000）

随着我国矿山资源开采逐步向深部延伸，从2014～2018年工业炸药、雷管销售流向数据上看，用于矿山开采的炸药、雷管量占总量的70%左右[1]，民爆物品在矿山生产中具有不可替代的作用。井下爆炸材料库是按专门规定设计建造用于储存和发放炸药、雷管等民爆物品的井下硐室，是矿山安全生产管理的重点区域。随着国家对民爆物品监管力度的不断加强，很多井下爆炸材料库由于设计年限比较久远，已不满足现有的规范要求。为贯彻落实国家相关政策，需对其进行改造或重新设计，使民爆物品安全管理走上正规化、规范化的运行管理体制，规范民爆物品储存、发放、使用、管理等各环节的行为，提高涉爆安全的防控能力。

以淮北徐楼矿业有限公司委托设计的井下爆炸材料库为例，在设计中根据井下库设计要求，对井下爆炸材料库的组成、库容量及布置形式、殉爆安全距离等设计要点进行分析，并提出科学规范的设计方案。

1 工程概况

淮北徐楼矿业有限公司矿山开采能力为150万t/a，年工作日按276d，其生产能力为0.543万t/d。随着安全标准的不断严格和技术水平的不断提升，其原有爆炸材料库的总体安全条件、辅助配套设施及安全管理体系的完善程度已不满足国家标准的要求，制约了公司的正常生产活动。为了保障公司正常安全生产活动，促进公司更好更快发展，需重新设计井下爆炸材料库。根据企业提供设计资料，预计3d的炸药用量为4500kg，10d的雷管用量为20000发[2-3]。考虑矿山开采中对生产机械化和采掘方式调整等因素，在设计时保留一定的余量，炸药的存量按6000kg设计，雷管的存量按20000发设计。

2 井下爆炸材料库设计

2.1 库区选址

根据现场勘查，结合企业提供井下相关巷道关系图、水文地质资料等，井下爆炸材料库选择在埋深约230m围岩稳定的岩层中，避开破碎带和含水层。库房距主要井巷及硐室的安全距离应满足表1。

表1 库房距主要井巷及硐室的安全距离

根据独立通风的需要，力求通风距离短，尽量缩短井下爆炸材料库运送民爆物品的线路长度，综合企业建议，选择位置如图1所示。

图1 井下爆炸材料库地形图

2.2 井下爆炸材料库布置形式及组成

井下爆炸材料库有硐室式和壁槽式两种形式，且炸药和雷管必须分开贮存。根据库区贮存规模为工业炸药6000kg，工业雷管20000发，选择硐室式井下爆炸材料库。按照规范要求，此次库区共设计3座炸药硐室，贮量均为2000kg，2座雷管硐室，贮量均为10000发。井下爆炸材料库一般由炸药硐室、雷管硐室、辅助硐室、回风巷和进出通道组成，其平面布置如图2所示。

2.3 殉爆安全距离

殉爆安全距离以引起殉爆时两存药硐室间的最大距离来表示。硐室之间的殉爆安全距离，一般按经验公式计算：

（1）炸药硐室之间的殉爆安全距离，计算公式为：

式中：

R1-炸药硐室之间的殉爆安全距离，m；

Q-硐室内贮存的炸药量，取2000kg；

k1-炸药硐室之间的计算系数，取0.25。

计算得出R1=11.18m

（2）雷管硐室之间的殉爆安全距离，计算公式为：

式中：

R2-雷管硐室之间的殉爆安全距离，m；

N-硐室内贮存的雷管量，取10000发；

k2-雷管硐室之间的计算系数，取0.06。

计算得出R2=6.0m

（3）雷管硐室与炸药硐室之间的殉爆安全距离，计算公式为：

式中：

R3-雷管硐室与炸药硐室之间的殉爆安全距离，m；

N-硐室内贮存的雷管量，取10000发；

K3-雷管硐室与炸药硐室之间的计算系数，取0.1。

计算得出R3=10.0m

图2 安徽省某铁矿井下爆炸材料库平面布置图

2.4 库房容量及辅助硐室布置

单个炸药硐室的最大存量为2000kg，炸药箱外形尺寸为405mm×320mm×240mm，箱堆高度不应超过1.8m，理论计算为1.8/0.24=7.5层，每个硐室内炸药最大存量为1992kg，即83箱。根据现场堆放经验，药箱堆放在木地板上，木板上应铺设不小于3mm厚的胶皮板，木地板应垫不小于100mm的垫木。考虑药箱之间要有300mm的间隙，堆放过高会使药箱变形，选择最多堆放6层。设计炸药硐室尺寸长×宽×高=3.2m×2.4m×2.6m。同理，单个雷管硐室的最大存量为10000发，雷管箱外形尺寸为600mm×350mm×350mm，每箱1000发，箱堆高度不应超过1.5m，选择堆放3层，每个硐室内存10箱，雷管硐室尺寸长×宽×高=2.0m×1.4m×2.0m。

井下爆炸材料库辅助硐室主要包括消防硐室、雷管拣选硐室、放炮员工具储存硐室、雷管发放硐室、电器设备室、炸药发放硐室。库房的通道主要包括连通巷道和专用回风巷道。

2.5 硐室断面形状及支护形式

根据矿井围岩条件，硐室采用半圆拱形断面[4]，采用混凝土砌碹支护，厚度为250mm，混凝土强度等级为C25。施工完毕，爆破器材硐室及辅助硐室要用1:3防水砂浆抹面。回风巷采用锚喷支护，喷砼厚度100mm。硐室采用混凝土地面，并铺设木地板，并铺设橡胶皮。抗冲击波活（闭）门的门框基础的混凝土等级为C25。

3 其他设计问题

3.1 库区辅助设施设计

（1）库房两端通道与库房连接处均设有齿形阻波墙，进、出口端分别装有抗冲击波活门和抗冲击波闭门，进口端发放硐室外侧安装有铁栅栏门，出口侧安装铁栅栏门。巷道尽头均设置缓冲砂箱隔墙，库房设有独立回风系统、调节风门及风窗等设施。

（2）硐室地面应高于连接巷道0.2m以上，贮存硐室和通道均设有水沟，水沟应有向外大于7‰的下坡，水沟起点深度应不小于150mm。

（3）设有消防硐室、雷管拣选硐室、放炮员工具储存硐室、雷管发放硐室、电器设备室、炸药发放硐室，2个沙池。

3.2 安全设计

（1）硐室距主要巷道的法线距离均大于100m，距行人巷道的法线距离均大于35m，距地面或上下巷道的法线距离均大于30m。

（2）设计了独立的通风系统，保证每小时至少4倍爆炸材料库总容积的风量，使回风流直接引入矿井的总回风巷中。

（3）炸药硐室、雷管硐室及发放室铺设导静电胶皮，应铺平整，禁止用金属构件固定导静电胶皮。

（4）库房内应配有温度计，库房内温度不得高于30℃，且不宜低于-10℃。

（5）库房和外部巷道之间设置了三条互成直角的连接巷道。

（6）通道内设置隔爆水槽。

3.3 电气设计

从配电端到受电端采用铜芯铠装电缆沿巷道顶部敷设，钢管采用螺纹连接，螺纹应完整连接并不小于6扣，配电线路中所有的接头都必须设在防爆接线盒里。配电线路采用阻燃电缆。照明回路中配备用电源，备用电源连续供电时间不应小于30min。照明开关及灯具应采用II类B级隔爆型、增安型。照明开关应安装在配电箱内，钥匙由专人保管。在库区的进出口分别设置防静电帘。

3.4 消防设计

爆破器材库设2个沙池、4把消防锨、10个5kg及以上的磷酸铵盐干粉灭火器。

4 结论

在井下爆炸材料库设计中，应结合现场地形条件，根据企业要求，按照相关规范、标准合理选址，综合考虑工程投资、库区内、外安全距离等因素进行设计，从而保障矿山民爆物品的储存安全。本文以井下爆炸材料库的设计为例，详细介绍了井下爆炸材料库的一般规定及要求、组成、库容量及布置形式、殉爆安全距离等，对井下爆炸材料库的设计要点进行分析，在设计中严格按照相关矿山井巷工程设计规范、规程等，并提出了科学规范的设计方案，旨在为类似条件的井下爆炸材料库设计及其他类似巷道工程提供参考。