芦子沟选煤厂工业场地竖向布置探讨

李学东

(天地科技股份有限公司)

芦子沟选煤厂工业场地竖向布置探讨

李学东

(天地科技股份有限公司)

工业场地竖向布置对于确保防洪排涝、利用与改造地形、满足建设和生产需要具有重要作用。通过分析芦子沟选煤厂工业场地竖向布置的地质环境、目的及任务，经比较确定了竖向台阶布置形式和标高、场地道路断面和雨水排放方式，对与该场地情况类似的场地竖向布置设计具有一定的借鉴作用。

选煤厂 竖向布置 场地平整 雨水排放

山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司矿井配套选煤厂(下称芦子沟选煤厂)位于芦子沟煤矿矿井工业场地内，建设规模为300万t/a。矿区位于大同煤田中部东南边缘，属中低山区。西北及东南边缘海拔高，东部由于受地质构造影响，形成石灰岩单面山。最高处位于西北小湾湾山顶，标高 1 552.60 m。最低处位于楼子沟内，标高1 245.00 m，相对高差307.60 m，沟谷发育，地形复杂[1]。

矿区属中温带干旱大陆性气候，年平均气温8.1～9.5 ℃，季温和日夜温差显著，每年11月起至翌年3月为寒冷冰冻期，最大冻结深度1.46 m，月平均气温-10.6～4.6 ℃。5—9月份气候温暖，月平均气温15.2～25.0 ℃。极端最高温度39.0 ℃，极端最低气温为-26.3 ℃。年降水量295～449.1 mm，年平均降水量370.3 mm。降水多集中于6—9月份，占全年降水量65%～86%。年蒸发量 1 724.2～2 366 mm，多集中于4—8月，占全年蒸发量63%～68%。蒸发量为降水量的5.8～5.2倍。年平均风速1.9-2.3 m/s，每年3—6月份风速最大，次数也最多，时间最长的日数3.3～7.9 d，最大风速23.2 m/s。多为西风、西北风，一般为15～20 m/s，沙暴日数为3—6月最多[1]。

1 工业场地竖向布置的目的及任务

竖向布置是工业场地总平面布置的主要内容之一，与总平面布置联系紧密。工业场地竖向布置的目的是在保证防洪排涝要求的前提下, 对工业场地的自然地形加以利用和改造, 合理布置场区设计地形, 以适应企业建设和生产的需要。

竖向布置的任务主要根据生产工艺、运输装卸、场地排水的要求及自然地形、工程地质、水文地质等条件确定。在进行总平面布置的同时, 完成以下工作：①确定竖向布置形式和场地平土方式；②确定场地、建构筑物、铁路、道路、排水构筑物等的设计标高；③确定场地排水方式及设计排水构筑物；④计算场地土石方工程量, 并考虑土石方的调配与平衡[2]。

合理的竖向布置应符合防洪安全、道路与场地连接顺畅、节省土石方、有利于降低运营成本等要求。总图竖向布置设计一般包括场地竖向设计、道路竖向设计、建(构)筑物竖向设计。

2 竖向布置形式

竖向布置形式是指工业场地各主要设计整平面之间的连接方式，通常分为平坡式布置、台阶式布置和混合式布置三种[3]。竖向布置形式的选择主要取决于工业场地的自然地形坡度、建(构)筑物基础埋设深度及施工条件等。确定竖向布置形式应根据所设计工业场地的自然地形条件、水文条件及工业建(构)筑物布置等确定，因地制宜，合理选用。

(1)平坡式布置。平坡式布置是把工业场地设计成一个或几个坡向的整平面，各部分之间连接平缓，设计坡度和设计标高没有很明显的高差变化。

(2)台阶式布置。台阶式布置是把工业场地分成两个或若干个台阶或整平面，台阶间以陡坡或挡土墙连接。主要特点是各整平面之间有明显的高差，且高差在1 m 以上。

(3)混合式布置。混合式布置是平坡式布置和台阶式布置有机结合的布置方式，适用于平场面区和场地地形起伏变化较大、同时具有几个不同自然坡度或几个不同标高的平整面的场区。混合布置时，一般结合场区的功能分区划分。依据生产系统布置要求，将不同的分区分别布置在不同的平整面上，从而合理利用地形自然条件，减少土石方工程量。

3 芦子沟选煤厂工业场地竖向设计

3.1 竖向布置形式及标高

(1)竖向布置形式。根据工艺流程布置的要求，结合场地地形地貌特征及防洪、排水等要求，芦子沟选煤厂工业场地采用台阶式的竖向布置方式，为满足各生产工艺系统正常运作和总平面布置及排放雨水的需要，对该工业场地进行适当的土方平整。

(2)标高确定。场地由西北向东南呈台阶式布置，共分为三级台地，标高依次降低。第一级台地平场后地面标高为1 174.00 m，主要布置有一个 3 800 m2的长方形储煤棚、一个直径30 m的圆形原煤缓冲仓；第二级台地，平场后地面标高约为 1 162.00～1 163.00 m，主要布置有原煤准备车间、主厂房、配电楼、介质库、干燥车间、煤泥棚、浓缩车间、机修车间及材料库等建构筑物；第三级台地，平场后地面标高为1 149.40 m，该场地主要布置有选煤厂产品煤储煤场、外购原煤储煤棚、外来煤受煤车间、配电及控制室及选煤厂办公综合楼等设施[1]。芦子沟选煤厂工业场地竖向布置见图1。

图1 芦子沟选煤厂竖向布置示意

3.2 道路横断面形式

场内道路横断面形式的选择与竖向布置有着紧密联系。工业场地内道路采用城市型道路，既起到了美化场容作用，又改善了场内排水条件[4]。为了场地雨水的顺畅排出, 每个区块场地至少有一边道路比场地低200 mm以上, 以收集区块场地中排出的雨水, 汇集到暗管或明沟中。道路设计的最大坡度为8%。

3.3 场地雨水排放方式确定

场地的排雨水方式采用自然排水、明沟排水两种方式。

(1) 自然排水就是在场地不设置任何排水设施，利用地形将雨水顺利排出，适用于降雨量较小、场地自然坡度较大、渗水性强的土壤地区。由于地形的限制，实际设计中较少采用。

(2) 明沟排水是在道路两侧设置排雨明沟。考虑到工业场地的美观及安全，在场地内道路一侧或两侧设置盖板排水明沟，进场道路两侧设置不带盖板的排水明沟，场地最低处设置雨水收集池。场地地面雨水大部分由排水沟汇集后进入雨水收集池，经处理后回用。其余部分雨水汇集到进场道路的边沟排至场外。

4 结 论

(1)工业场地竖向布置是一项复杂的系统工程，关键是充分利用自然地形条件，合理选择竖向布置形式，进而确定最适宜的平场标高及排水方式。不但要满足生产使用功能的要求，而且要尽量减少土方工程量、节约用地和节省投资、方便施工。

(2)芦子沟选煤厂场地采用台阶式竖向布置形式，确定了三级台地的标高及主要建(构)筑物、道路断面形式和雨水排放方式，确保总平面布置既满足企业生产需要又使运行、维护经济合理。

[1] 周景林,金思生,张瑞文,等.山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司矿井兼并重组整合项目配套选煤厂初步设计[R].北京:天地科技股份有限公司，2015.

[2] 井生瑞.总图设计[M].北京:冶金工业出版社,1989.

[3] 雷 明.工业场地总平面设计[M].西安: 陕西科学技术出版社，1998．

[4] 王双高.工业场地竖向布置探讨[J].煤炭工程,2012(10):61-62.

2015-07-10)

李学东(1982一 )，男，工程师，硕士，100013 北京市朝阳区青年沟东路5号院。