碾子沟煤矿工业场地竖向设计剖析

杜厦

摘要：竖向布置是总平面设计的主要内容之一，应和平面设计有机的结合起来。合理的竖向设计以适应煤矿企业建设和生产的需要。本文以碾子沟煤矿工业场地为例对工业场地竖向设计进行简单的剖析。

关键词：煤矿；总平面设计；竖向设计；防洪排涝；

一、概况

1.位置与交通

井田位于永寿县城西北约40km的永平乡碾子沟村，东南与永平乡相连，西北与彬县太峪乡毗邻。地理坐标：东经107°58′41″～108°01′03″，北纬34°52′30″～34°53′58″。

矿井周围交通状况

矿区有7km简易公路至太峪和312国道相连。福（州）～银（川）高速公路从太峪通过，设有太峪立交和站口。西（安）～平（凉）铁路已获得批准建设，预经太峪并设货运站。矿区距咸阳130km，距西安160km，交通便利。

2.地形地貌及水文

井田位于陇东黄土高原，区内多为残塬、梁、峁地貌，沟壑纵横，沟深梁窄，相对高差较大。

拜家河流经矿区西北部，汇入泾河，汇入口处，年平均流量0.015m3/s，平均流速1.85m/s，平均水深3～4cm，河宽10～25m，平均20m。矿区范围内有冰凌沟和许许沟两条常年流水小溪汇入拜家河，水流量较小，平均流量分別为0.0005m3/s和0.01m3/s。

3.气象及地震

本区为大陆性半干旱气候，冬季长，夏季短。根据永寿县气象局近年资料：年均气温10.7℃，1月平均气温-2.9℃，最低为-15.5℃，7月平均气温24℃，最高38.9℃。年均降雨量为600mm，7、8、9月为雨季。3、4、5月为西北季风期，夏季多雷阵雨，初秋降雨较多，冬春较干旱。

据我省三千余年地震史记载，本区仅1880年7月17日永寿县境内曾发生5级地震以来，尚未有破坏性地震发生。根据中国地震烈度区（1990年）本区为Ⅵ度烈度区。

二、场地布置和功能分区

按照生产功能及建筑设施的不同用途，矿井工业场地布置分为三个区，即行政生活区、生产区、辅助生产区，公用设施根据服务对象的不同，就近布置。

1.行政生活区

布置在整个场地的东南部，由于现有办公楼、食堂、联建及职工宿舍不能满足使用要求所以需要拆除。按人流流向及建筑的自身特点，新建行政办公楼布置在工业场地东南部，向西布置一座食堂，保留原有西侧职工宿舍待矿井建成后作为倒班楼使用。在新建行政办公楼南面形成一个开放的中心广场，在广场内设置小品、绿地、灯饰、铺砌，形成了良好的自然环境和景观效果。

2.生产区

主要包括主斜井、原煤仓、筛分破碎车间和产品仓，主斜井位于工业场地的西南部，通过皮带栈桥与原煤仓相连。矿井生产原煤经原煤仓储存后，通过筛分破碎车间处理，50mm以下经皮带运送至混煤仓储存，50mm以上经皮带运送至块煤仓储存，矸石经皮带运送至杂物仓。矸石经储存后通过汽车外运。

3.辅助生产区

以副斜井为核心的辅助生产区位于整个场地的西北部，南邻场前区。该区主要布置有副斜井井口房及提升机房、机修车间综采设备中转库联建、器材库、岩粉、消防、油脂库、器材棚、电机车库及充电间、坑木加工房；任务交待室、浴室、灯房组成的联合建筑布置在该区的西南端，使场前区与辅助生产区有机的分割开来，既便于人员下井，又美化场前区环境；排矸栈桥及翻车机房布置在辅助生产区北侧，靠近矸石出口，便于矸石运输。

根据工业场地与周围场地、城镇、公路的相互关系，工业场地设三个出入口：西门为人流、物流出入口及通往风井场地的出入口，北门为矸石出口，东门为爆破材料库出入口。

三、竖向布置及场内排水

1.竖向布置原则

场地竖向布置是结合地形、地质条件，根据生产、运输、排水、管线敷设及土方工程等要求，与总平面布置同时考虑的。

（1）竖向布置应保证井口及工业场地不受洪水或内涝威胁。

（2）在满足生产、运输的情况下，结合自然地形条件，合理地确定竖向布置形式。

（3）减少填挖方量，尽量达到填挖方平衡。

2.竖向布置形式

工业场地自然地形较为复杂，在满足井口防洪标高、生产工艺要求的同时，方便场区与场外公路、排矸道路的连接，竖向设计采用平坡式与台阶式相结合的竖向布置形式。主斜井井口房、原煤仓、筛分破碎车间处于一个平台，设计标高在+1080.00m～+1083.00m之间；块煤仓与产品仓处于一个平台，设计标高在+1074.00m～+1077.00m之间，行政福利区和辅助生产区处于一个平台，设计标高在+1100.00m～+1103.00m之间；35kV变电所，日用消防水泵房，设计标高在+1088.00m～+1090.20m之间；生活污水处理站，设计标高在1082.00平台，制浆车间和降下水处理站处于一个平台，设计标高在+1108.00m～+1110.00m之间

3.场地平整方式

场地平整采用平坡式和台阶式相结合的平整方式，场地最大平整坡度为2%，最小平整坡度为0.5%。最大挖方高度15m，最大填方高度15m，土质边坡的开挖边坡允许值为1：1。挡土墙最大高度8.0m，结构采用重力式。工业场地平整土石方工程量，填方：30.00万m？，挖方：35.00万m？，以挖作填。

4.流域概况

拜家河流经矿区西北部，汇入泾河，汇入口处，年平均流量0.015m3/s，平均流速1.85m/s，平均水深3～4cm，河宽10～25m，平均20m。矿区范围内有冰凌沟和许许沟两条常年流水小溪汇入拜家河，水流量较小，平均流量分别为0.0005m3/s和0.01m3/s。场区西南面与冰凌沟相毗邻，需设防洪堤。

流域特征：流域地势东南高而西北低，其中大部分山体坡面土层较厚，山上多为梯田，植被皎茂盛，水量较小，河道弯曲。降雨多集中在6～9月，雨量约占全年雨量的一半以上，暴雨分布具有明显的季节性。

洪水特征：洪水主要由暴雨补给，汛期与降雨一致。黑河中上游河床纵坡较大，下切较深，流域内山坡较陡，暴雨时汇流时间短，洪水流量增加较快，洪水位增长快。最大和历时长的暴雨对河流的洪峰起控制作用。

5.洪水位计算

洪水位的计算需要河床粒径、河槽形状、河滩地、河床纵断面、水文横断面、河流粗糙程度、河床形状等诸多因素条件。根据现有资料，得出工业场地Q1%静水位为+1078，Q0.333%静水位为+1079。最终结果应由相关部门审定批准。

就目前提供的资料，工业场地标高为+1079.50～+1110.00m，满足《煤炭工业矿井设计规范》1/100的洪水频率设防；场地内主斜井锁口标高+1082.00m，副斜井轨面标高+1103.50m，风井锁口标高+1089.50m满足《煤炭工业矿井设计规范》1/100的洪水频率设防，1/300的频率校核。

6.排涝

场区雨水采用地面散流与明沟相结合的排水方式。场地内雨水汇集至道路上，沿道路纵坡流至场外。在挖方边坡坡底和挡土墙墙底设排水明沟，将场区雨水集中收集后排至场外冰凌沟内。明沟采用浆砌片石不对称梯形沟，净宽0.4m，平均沟深0.4m，壁厚0.3m。

四、结论

通过上述碾子沟煤矿竖向布置设计，总结得知，合理的的竖向设计不仅要结合外部自然地形条件、防洪排涝，还需与平面设计有机相结合。工业场地竖向设计与平面设计是相辅相成，相互制约，最终合理的竖向设计可以节约煤矿企业建设与生产成本，提高企业效益。

参考文献：

[1]井生瑞.总图设计[M].北京；冶金工业出版社，1989