煤矿井下爆炸材料库设计及施工

摘 要：爆炸材料库是爆炸材料的集运管控中心，是煤矿的重大危险源，故在进行爆炸材料库设计和施工时要科学、合理的确定其设计和施工要点。文章以国投新集公司某矿爆炸材料库为例，在分析施工区域地质水文资料的基础上，阐述了爆炸材料库贮存量设计和爆炸材料库组成应考虑的问题，然后就爆炸材料库巷道布置、施工和支护等方面进行了阐述。

关键词：爆炸材料库；贮存量；巷道施工；支护

煤矿井下爆炸材料库是雷管、炸药等爆炸材料的集运管控中心，是煤矿安全管理的要害场地，是煤矿的重大危险源[1]。爆炸材料库设计和施工是否合理，对于矿井安全管理至关重要。爆炸材料库安全问题时有发生，特别是2010年6月发生在河南某矿致使47人死亡的爆炸材料库爆炸事故给矿井安全管理敲响了警钟。正是由于爆炸材料库的安全问题比较突出，故相关部门对于煤矿井下爆炸材料库的设计、施工和管理要求也越来越高[2]。目前，我国煤矿井下爆炸材料库主要依照《煤矿安全规程》、《采矿工程设计手册》等相关要求进行设计，掌握爆炸材料库设计和施工要点是保障矿井安全生产的重要前提，现以国投新集能源股份有限公司某矿为例对井下爆炸材料库设计和施工进行阐述。

1 地质水文条件分析

该矿井下爆炸材料库设计施工在1煤顶板岩层中，该顶板岩层主要岩性为砂质泥岩、中细砂岩和中砂岩。中细砂岩呈粒质结构，断面常附有白色云母片，该岩层节理裂隙发育程度较高，致密性一般，硬度系数f=4.9～5.2；中砂岩以石英和长石为主，含有少量的白色云母片，裂隙发育程度一般，该岩层致密性较好，岩层整体硬度系数f=5.0～6.0。地质资料显示，该爆炸材料库所施工区域为向南偏西的单斜构造，地层产状约189°～199°、∠3°～9°，地质构造简单，但不排除在施工过程中会揭露出一些小的地质构造。根据水文地质资料显示，故在掘进过程中有可能会有少量的顶板和侧帮淋水现象，但施工范围内无钻孔和勘查出的断层，故不会受到钻孔水影响，断层水威胁性也极低。

2 贮存量设计分析

爆炸材料库与矿井建设满足“三同时”要求，在进行爆炸材料库设计时需按照矿井设计产能、装备水平、通风设计、采掘布置等多个因素进行综合考虑，最后按照实际需要进行设计爆炸材料库的最大贮存量。由《煤矿安全规程》可知，井下爆炸材料库贮存量不得超过矿井3天所需炸药量和10天所需雷管量。但是，在矿井正常生产中，会因地质条件、采掘布置、实际生产能力等因素的变化，爆炸材料所需量也会发生变化，这些因素在爆炸材料库初始设计时往往考虑欠缺，造成其贮存量设计难以满足以后矿井生产，若在以后再对爆炸材料库进行改扩建又会牵涉到多方面因素的限制，故初期设计问题具爆炸材料库安全管理问题层出不穷的重要原因，故要保证爆炸材料库有一定的增容、扩容余地。

3 爆炸材料库施工设计

3.1 爆炸材料库组成及安全要求

煤矿井下爆炸材料库主要由炸药库房、雷管库房、雷管分拣库房、电气设备室、炸药发放室等硐室和进、回风通道组成。本着安全的要求，炸药和雷管要单独存放，且炸药库房和雷管库房与井筒、主要巷道和硐室等法线距离满足相关要求。要确定爆炸材料库的殉爆安全距离满足要设计要求，库房与外部巷道需采用3条互成90°角的连通巷道相交，在相交处根据相关要求要外延2m，连通巷道尽头处需布置缓冲沙箱隔墙，库房与两端通道间需布置齿形阻波墙。

3.2 巷道布置

综合考虑到爆炸材料库施工范围内的地质水文条件，结合现场实际和煤矿开采需要，将爆炸材料库施工分为三部分，分别为爆炸材料库交岔点绕道、爆炸材料库东段巷道、爆炸材料库回风道南端平巷段，具体见图1所示。其中爆炸材料库交岔点绕道设计长度8.84m，爆炸材料库东段巷道设计长度30.53m，爆炸材料库回风道南端平巷段设计长度22.8m，掘进总长度为62.2m，井下爆炸材料库及回风道（南端平巷段）巷道锚网索断面为直墙半圆拱形。爆炸材料库交岔点绕道及回风道（南端平巷段）断面：净宽2.8m，净高2.9m，其中墙高1.5m；爆炸材料库东段巷道断面：净宽2.8m，净高2.97m，其中墙高1.57m，喷浆厚度100mm，喷射砼强度等级为为C20。

图1 爆炸材料库巷道布置图

3.3 支护参数的确定

爆炸材料库相关巷道均采用锚网索喷支护，选择规格为Ф22mm×2500mm的左旋螺纹金属MG500高强锚杆，托盘规格为150mm×150mm×12mm金属钢板，锚杆间排距为800×800mm，每排设计9根锚杆，每根锚杆使用3卷K2360型或K2850树脂锚固剂；选择规格为Ф21.8mm×6200mm的预应力锚索，托盘规格（长×宽×厚）为150mm×150mm×14mm，每根锚索使用4卷K2360树脂锚固剂；钢筋网为Ф6mm圆钢加工而成，规格（长×宽）为2000mm×1000mm；H钢带采用Ф12mm的圆钢制作而成，长1900mm。在施工时，顶板完整性较好时，锚索滞后迎头不超过8m；顶板破碎时，锚索滞后迎头不超过3排。

3.4 质量要求

锚杆垫板要紧贴金属网及岩面，锚杆角度应垂直岩面或巷道轮廓线，角度不得小于75°，锚杆露出螺母10～40mm，垫板螺帽安装必须使用加长力矩扳手或风动扳手紧固，确保扭矩达到300N·m以上，锚杆抗拔力不得低于100kN。锚索安装深度应不小于8.0m，生根基岩不小于2.0m，孔距允许偏差±100mm。锚索钻孔轴线与设计轴线偏差角不应大于2°；锚索外露长度150～250mm，预紧力不低于160kN。巷道净宽允许误差为0～+100mm，净高允许误差为0～+100mm，巷道坡度偏差不得超过1‰。

4 结束语

爆炸材料库是矿井设计施工的重要环节，科学合理的爆炸材料库设计和施工是确保矿井安全生产的重要保证。故在进行爆炸材料库设计和施工时要真正的领会和掌握爆炸材料库的设计施工要点，从开始设计就从分考虑影响爆炸材料库设计、施工和使用的诸多影响因素，只有这样才能保证爆炸材料库在投入使用后能够安全、可靠运行，为矿井安全生产奠定基础。

参考文献

[1]武新文，刘德平，邱法林，等.井下爆炸材料库有关设计问题分析[J].煤炭工程，2008（11）：10-11.

[2]李楠.煤矿井下爆炸材料库设计[J].能源技术与管理，2014，39（4）：142-144.

作者简介：匡大坤（1984，3-），男，安徽六安人，本科，助理工程师，现从事煤矿采掘技术管理工作。