地面转运煤系统中运煤走廊及地道的设计和研究

王 宝 龙

(大同煤矿集团设计研究有限责任公司，山西 大同 037003)

地面转运煤系统中运煤走廊及地道的设计和研究

王 宝 龙

(大同煤矿集团设计研究有限责任公司，山西 大同 037003)

介绍了地面转运煤系统在大同某公司部分矿井的改造背景，从受煤坑、地下运煤地道、地上运煤走廊等方面，论述了系统改造的主要设计流程，并归纳了设计时需注意的问题，旨在为同类工程设计提供一些参考。

受煤坑，运煤地道，运煤走廊，铁路装车点

同煤集团各矿井生产的煤炭，其外运方式通常以铁路外运为主，但也有不少矿井煤炭生产出来后先集中堆放至露天煤场，然后通过汽车外运或转运至其他铁路装车点外运，煤炭在运输的过程中，不仅增加了运输成本，同时对周边环境产生了很大的污染。现阶段国家为了去除雾霾的危害，对环境问题进行大力整治，汽车外运的方式也应做出改变，故而很多矿井改造了转运煤系统，通过运煤皮带将煤炭转入地下或封闭走廊中，通过运煤走廊将煤炭直接运输到铁路装车点，进行铁路装车外运。改造后运输成本降低，环境得到了保护，减少了运输过程中煤炭的损耗，实现了精准定量外运。本人通过对白洞煤业公司精煤装车系统工程项目的设计，总结了一点经验，旨在为同一类型的工程设计提供一些帮助。因此，许多矿井进行了地面生产系统改造，利用运煤走廊将煤炭引入地下或封闭走廊，以避免对环境的污染。

1 工程概况

本工程为同煤集团白洞煤业公司新建精煤装车系统工程。白洞煤业公司原有运输方式为：煤炭生产出来后直接堆放至露天煤场，再由汽车外运或转运。新建精煤装车系统后，煤炭的运输方式将改为通过地道及地上运煤走廊直接进行铁路装车外运。

2 设计方案

煤场泄煤点距铁路装车线直线距离约200 m，煤场地面与铁路轨顶高差3.2 m，之间没有房屋等需要避让的构筑物，所以不需要考虑皮带走廊高度限制。经研究决定，装车系统全长200 m，由受煤坑、地下运煤地道、地上运煤走廊和装车点四部分组成。矿井生产出的煤炭经受煤坑直接进入地下运煤地道，再由皮带运输通过地下运煤地道和地上运煤走廊，到达装车点，直接进行铁路装车外运。

受煤坑上口大小为6 m×6 m，下口大小1.5 m×1.5 m，采用钢筋混凝土结构；地下运煤地道全长170 m，高度3 m，宽度4 m，采用钢筋混凝土结构；地上运煤走廊全长20 m，高度3 m，宽度4 m，采用钢筋混凝土框架结构；装车点长12 m，宽8 m，高4.5 m，采用钢筋混凝土框架结构。

3 工程设计

3.1 受煤坑

受煤坑由漏斗及其支撑结构组成，采用钢筋混凝土浇筑。漏斗的上下口尺寸大小需根据给煤机设备型号来确定，一般由机电安装专业提供。漏斗的下部开口处还应预埋好相关预埋构件，方便给煤机设备安装。受煤坑顶部应高于地面550 mm，防止雨水倒灌。受煤坑底部标高应满足给煤机安装及皮带安装的净高要求，由此，便确定了地下运煤地道的高度及底板标高。

3.2 地下运煤地道

地下运煤地道全长170 m，其中156 m为直线地道，14 m为斜地道，水平夹角为16°。水平夹角是根据皮带走向来确定。地下运煤地道伸出地面后与地上运煤走廊相接，两者之间应设置一道变形缝，变形缝宽度50 mm～100 mm。

地下运煤地道通体(墙壁、底板、顶板)采用钢筋混凝土浇筑。结构计算时，恒载包含地道自重、设备自重、土压力；活载应当考虑地面是否有车辆通过，考虑地道顶板的车辆荷载大小及皮带机尾和皮带支腿对走廊底板的作用力。当顶板覆土大于0.5 m，可不考虑车辆活载的冲击效应。

3.3 地上运煤走廊

地上运煤走廊结构形式有两种可选，一种是钢筋混凝土框架，一种是钢结构栈桥形式。对于走廊下部净高要求大于15 m，跨度大于12 m的工程设计一般采用钢结构形式，来满足走廊下部通车、跨越大型障碍物等要求。若走廊下部净高要求不大于7 m，跨度小于12 m时一般采用钢筋混凝土框架结构。本工程地上运煤走廊下部不通车，不需要考虑走廊下部净高要求，且无需跨越障碍物，故直接采用钢筋混凝土框架形式的走廊。

地上运煤走廊顶板和底板采用钢筋混凝土现浇板，墙体采用轻型混凝土砌块。根据新版《中国地震动参数区划图》，本地区抗震设防烈度由7度提高到8度，故应适当增加框架柱截面尺寸，为600 mm×600 mm。再由于走廊形式的框架结构纵向抗震强，横向抗震弱，所以在框架柱横向间加设拉梁，以减弱地震对结构的影响。基础有柱下独立基础和地基梁两种选择，考虑到抗震烈度的提高，独基承担的柱底弯矩变大，导致独基尺寸的变大，从经济方面考虑，故采用地基梁的基础形式。

地上运煤走廊为与地下运煤地道相接，需做成斜走廊，角度与地道一致，斜走廊爬升到设计高度后，改为直线走廊，再与装车点相接。考虑到地震作用因素，地上运煤走廊与装车点之间应设置一道变形缝，变形缝宽度50 mm～100 mm。

3.4 铁路装车点

此部分位于地上走廊的尽头，设置在铁路线的上部，原煤经皮带的运输在这里可以直接进行铁路装车。需要配套的设备有皮带机头，配电控制设备等。一般采用钢筋混凝土框架结构。

本工程煤场地面与铁路轨顶高差3.2 m，铁路线宽度13.4 m，有两条铁路线。考虑火车运行的净高需求，装车点楼板高度定位6 m高(相对于轨顶高度)。同时，考虑到铁路线宽度较大，需在铁路线中间部位加设一根框架柱。基础形式一般采用柱下独立基础，但本工程为了避免基础开挖影响铁路的正常运输，故采用了柱下桩基础，以减少对铁路轨道基础的影响。

皮带机头不应直接设置在楼板上，应布置在钢筋混凝土连梁上，连梁方向宜与皮带受力方向相同。

4 设计时需注意的问题

4.1 设备安装检修

宜在受煤坑后部设置一座安装房，直通地下运煤地道，设备安装时从安装房可以直接进入地下运煤地道，方便安装。地下运煤地道与铁路装车点两个部位还应加设吊装梁，供设备安装检修。

4.2 人员疏散

根据规范要求，应设置两个逃生出口。由于地下运煤走廊是一个封闭环境，无法设置安全出口，所以一个出口设置在安装房处，另一个出口设置在地上运煤走廊与地下运煤地道连接处附近，在两个出口处分别加设钢梯。

4.3 人员通道

斜走廊坡度较大，为了方便人员通行，应在走廊两侧设置防滑台阶，通向装车点。

4.4 通道内排水

因煤炭通过漏斗装卸时会产生大量的烟尘，所以通常在受煤坑和铁路装车点两个部位安装水幕，起到降尘的作用。所以需要考虑地道内部排水的问题。通常方法是安装在房内，这是一个集水坑，通过对地道底板坡度的调整使地道内的水流向集水坑，再用水泵排出室外。

地上运煤走廊的屋顶应每隔一段距离设置一道分水条，避免大量雨水通过变形缝进入地下运煤地道。

4.5 变形缝的设置

通常为了降低地震作用与地基沉降对建筑物的危害，不同类型的建筑物之间宜设置一道变形缝。本工程在三个部位设置了变形缝，分别是安装房与地下运煤地道之间、地下运煤地道与地上运煤走廊之间和地上运煤走廊与铁路装车点之间。

4.6 通风、保温

地下走廊是一个封闭整体，需由通风专业考虑通风换气措施，保证人员检修设备时的安全。地下运煤地道露出地面部分应增加外墙外保温工程做法。

5 结语

以上就是关于地面转运煤系统中运煤走廊及地道的设计流程和相关问题的研究。根据地面转运煤系统改造前后对比及集团公司的现状，改造后大大降低了运输成本，并从根本上解决了煤炭汽运对环境的污染，贯彻了国家对环境治理的方针。在工程设计中，要根据工程的具体问题做相应的具体分析，从上述的几方面综合考虑，结合专业规范，合理的确定结构型式、构件尺寸等设计，以做到安全、适用、合理、经济、美观的要求。

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[3] GB 50010—2010，混凝土结构设计规范(2015年版)[S].

[4] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范及2016年局部修订[S].

Oncoalcorridoringroundtransportcoalsystemanddesignandresearchonunderpass

WangBaolong

(DatongCoalMineGroupDesignResearchCo.,Ltd,Datong037003,China)

The paper introduces the reconstruction background for partial mine wells of some company in the ground transport coal system, indicates the main design procedure for the system reconstruction from the coal pit, underground coal transport underpass, and ground coal transport corridor, and sums up the problems in the design, so as to provide some reference for similar engineering design.

coal pit, coal transport underpass, coal transport corridor, rail loading point

TD561

：A

1009-6825(2017)24-0045-02

2017-06-15

王宝龙(1988- )，男，助理工程师