对煤炭工业矿井建筑结构设计的几点思考

马路滨

(山西晋煤集团勘察设计院有限公司，山西 晋城 048000)

0 引言

随着社会的发展，煤炭工业已经步入了现代化建设阶段，传统的工艺流程尽管蕴含着巨大的经济效益，但是难以适应发展，尤其在建筑设计上，应当予以完善和改进，保证与煤矿生产相适应。建筑结构设计的科学性与创新性要在具体措施中加以体现，结合煤炭工业的生产特征以及场地布局，考虑煤矿工艺的实际情况，使建筑设计既能符合具体生产需要，又能做到人性化的展示，为煤矿的现代化发展形成有益的示范效应。

1 煤炭工业矿井建筑结构设计的基本原理

煤炭工业矿井的建筑结构设计与一般的建筑结构设计相比，有其特殊的地方，建筑场地、环境、工艺的特殊性等使其要综合诸多方面的特点进行有效设计[1]。由于煤矿矿井的面积广阔，工艺繁多，建筑设计的跨度比较大，而煤炭工业建筑要考虑其负载能力以及整体布局采取的技术材质，在设计上往往偏向于轻质材料的选择，从而减少结构设计给煤矿带来的负荷，对于矿井下的建筑更是如此，这是为了提高安全指数而采取的必然措施。同时，由于煤炭工业建筑的特殊性，其结构设计在不断地创新中，构架新型化特点明显，在外观的设计上也有新的变化。煤炭工业中的建筑结构设计首要考虑的因素是安全性，在建筑安全得到充足的保障上才加以进行其他因素的需要，诸如美感，艺术性等。因此，其原理是综合煤炭工业的各方面条件，分析各项指标，严格按照符合安全的标准进行各项参数确定，并按照标准评估设计效果，建立模型，运用多种现代化技术加以整合，形成优化的设计方案进行实施。煤炭工业是一个危险系数比较高的行业，性能指标要着重考虑，同时也要兼顾美学等价值指标，使建筑结构设计更趋于科学化。

2 煤炭工业矿井建筑结构设计的重要性

煤炭工业中的建筑是煤矿生产需要配置的设施，具有多方面的用途，对结构建筑的设计能够在综合建筑各方面需要的同时强化建设的合理性，使煤炭工业建筑的综合效应达到最大化。建筑的实际建设完成，必须有整体的规划，结构设计既起到了对建筑的规划作用，并实现了与煤炭工业特点的结合，使建筑与工业相适应，增强建筑的价值体现。通过设计方案的对比，形成最优设计方案，能够降低建设成本，在性能上也更加有技术保障，同时各项建筑指标的达成，也确保了建筑的安全性，满足了煤炭工业的生产要求。随着煤炭工业的现代化发展，煤矿生产方式不断发生新变化，煤炭工业建筑理念也在不断更新，建筑结构设计能够及时运用最新的理念，加以体现到具体的施工建设当中，确保煤炭工业建筑的现代性，使其适应生产，保障矿区的人身安全和财产安全[2]。

3 煤炭工业矿井建筑结构设计中的改进措施

煤炭工业中的建筑结构设计必须体现安全性，因而其设计要求较一般的建筑设计高出很多，同时由于以往建筑设计对功能、安全等指标的过于注重，而忽视了其他方面的考虑，使得设计上存在一些问题，需要在具体设计中加以改进，以实现更高的发展要求。

3.1 明确建筑结构设计指标，建立标准模型

煤炭工业建筑设计的成型由各项具有重要作用的指标数据决定，这也是在设计中的重要参考依据，对设计方案的最终完成有着重大影响[3]。建筑设计的各项参数包括目标参数、控制参数等的设定都要结合煤矿的实际情况，将波动幅度小的参数选择出来，作为指标形成参照标准，能够在设计中更加精准地得出与目标参数相符的数据。在设计中，建筑材料以及结构构件尺寸、面积等指标需要在建设前设定出来，对各项参数前处理。相似的函数应当设计多组，以便在比较中找出最优化的方案。通过函数分析煤炭工业建筑结构的性质，为工程建设最大限度地节省了时间、材料等。同时，建筑结构的稳定安全性与使用年限等的硬性规定，设计要权衡约束条件，结合力学等科学确定架构的刚性、结构形变限度等，确保符合规定标准。当设计各项重要指标都确定之后，以此为参考建立标准模型，使结构设计更加直观化，有助于煤炭工业建筑的最终建设。

3.2 综合计算数据，选择最佳设计方案

煤炭工业的建筑结构设计除了庞杂的数据确定外，还设计多项计算程序的运行，这也是改进设计的一个重要环节[4]。由于煤炭工业建筑要求高，变量复杂，多种设计条件在其中需要综合考虑，因而对其进行数据的计算，以实现建筑建构的精确化。在计算当中，结合实际需要，采取不同方法对数据进行演算，转化约束条件，节省时间，恰当的计算方式能够推动程序的最优化，使其用途更加齐全，运行更加高效，多个小程序的有机组合，形成程序的综合化，使结构设计更有保障。通过程序的运算，结合计算结果，在模型的矫正下，根据现实要求，选择煤炭工业建筑结构设计最佳的方案。通过对这个方案进行可行性的评估以及安全性等的结合，进行具体实施建设。同时，在以往建设中对煤矿建筑美观因素考虑不足的具体情况下，将外观等参数置入计算当中，在方案中加以体现，从而提高结构设计的人性化。

3.3 综合分析计算结果，保证结构设计质量

由于在结构设计中参数的复杂性，导致计算结果也多样化，主要的设计人员要将计算结论加以统计，进行综合分析，通过各个设计方案优劣的比对，形成科学的认识[5]。在此基础上，从多个角度抓住方案细节，分析异同点，避免因疏忽而遗漏了关键点，致使出现结构设计的漏洞。煤炭工业的建筑建设是一项综合的工程，需要动用大量的资源，因此，设计上必须精益求精，在考虑节省成本的同时，对建设技术也要相应地加以改进。通过对数据计算结果的综合分析，设计方案的比对，消除了建设中的各项弊端，使结构设计更加趋于科学性，从而保证了建筑结构设计的质量，为设计的优化提供了重要的保障。

4 结语

煤炭工业的建筑结构设计需要科学地综合建筑的多项指标，考虑煤炭工业生产的许多因素，因而在设计上要保证其合理性，应当加强在设计过程中对各项数据指标的精确化处理。结合力学、建筑学等多种学科知识，将现代化建筑设计理念运用其中，在首要考虑安全性的同时，加强煤炭工业建筑结构设计中其他功能价值的置入，能够推动煤炭工业建筑的健康发展。同时，随着工业生产的深刻变化，建筑结构设计的人性化要求日益强烈，在当前的煤炭工业建筑上，应当加强新理论的指导，最大限度地带动煤矿建筑朝现代化转变。

[1]刘庆雪，刘晓玲，李明，等.某煤炭工业场地黄土高边坡稳定性设计的理论分析[J].西安科技大学学报，2012，26(58)：314-319.

[2]林杜军，宫守才，张银洲，等.平朔东露天煤炭工业场地地下水位变化对建筑设计的影响因素的分析[J].中国工程科学，2012，24(57)：49-53.

[3]陈其芳，牛国军，王海军，等.灰色系统理论在煤炭工业广场地表沉降预测中的分析应用[J].中国科技信息，2012，45(58)：74-74.

[4]邹俊，黄路平，邓俊豪，等.煤炭工业建筑结构设计优化的方法在房屋结构设计中的现实应用[J].工业科技传播，2013，26(59)：45-46.

[5]佟月强，郝明建，辛海红，等.试论煤炭工业中结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业，2012，26(55)：215-216.