煤礦總圖豎向設計若干技巧淺談

薛 飛

（中國煤炭科工集團有限公司 重慶設計研究院，中國 重慶400016）

0 引言

煤礦工業(yè)屬于開采自然資源的采掘工業(yè)，既然是工業(yè)生產(chǎn)，從設計的角度就要充分考慮滿足生產(chǎn)工藝要求，有利生產(chǎn)，方便生活，并使其流程先進合理等等。除此之外，作為工業(yè)生產(chǎn)，本人認為經(jīng)濟是很重要的，簡單的說投資少，收益大就是經(jīng)濟。多數(shù)時候，煤礦地面工業(yè)場地的選址是不由設計者能夠選擇的，而是哪里有煤炭資源就布置在其地面附近。即使地面條件再差，也不得不按最終采礦專業(yè)提供給的井口位置及標高布置煤礦工業(yè)場地。尤其是在南方地區(qū)，煤礦開采難度大，地面條件較為惡劣，甚至會在叢山峻嶺、小河溪谷之間布置一個場地。因此，煤礦地面豎向布置是否合理就變得尤為重要。

1 豎向布置的原則

豎向設計應和總平面布置統(tǒng)一考慮，并滿足場地劃分，生產(chǎn)運輸及建構筑物在平面與豎向上的各種功能要求，充分利用場區(qū)自然地形，合理確定各種建構筑物和場地的標高。盡量避免大挖大填，力求減少土石方工程量，更重要的是必須滿足防洪要求，以確保礦井的生產(chǎn)安全。因此在豎向布置應注意以下原則：

第一，工業(yè)場地布置在自然地形坡度大于4%的地段，建筑場地的寬度較小，建筑物高差大于1.5m的地段，特別是山區(qū)坡地，應采用階梯式布置比較適宜。（階梯式布置：把工業(yè)場地設計成若干個臺階并以陡坡或擋土墻相連接而成，各主要整平面連接處有明顯的高差，且其一般在1m以上。）

第二，確定豎向設計標高時應避免大挖大填，以保持山地原地形地貌及天然植被，因為這些是山地結構、功能以及其它的各種生態(tài)過程的基本因素，正是受這些因素的影響，該地區(qū)才能形成特殊的山地氣候，對山地生物的分布及功能產(chǎn)生直接的影響。如果山地的地形地貌及天然植被遭到的破壞，生態(tài)系統(tǒng)就會受其影響變得更加脆弱，甚至有崩潰的可能，最終會引發(fā)嚴重的水土流失及泥石流等地質災害。

第三，認真分析現(xiàn)有自然地形、地質構造，對其進行充分利用：填溝造地、依山就勢、避陡就緩。為保證建、構筑物的基礎安全、經(jīng)濟，應盡量布置在挖方地段或填方少的區(qū)域；填方地段多宜布置材料堆場、作業(yè)場地、窄軌車場、道路、管線、綠化等對基礎要求不高的場地。

2 煤礦工業(yè)產(chǎn)地豎向布置實例分析

實例一：重慶恒宇礦業(yè)有限公司小魚沱煤礦

小漁沱煤礦副立井工業(yè)場地選址在坡地上，自然地形西高東低，東西走向自然坡地達到16.7%，豎向設計按階梯式布置，最低場地設計標高+374.00m，最高場地設計標高+413.00m。如果場地只分為兩個臺階布置，高差就達到39m，這樣的擋墻和護坡代價太大，土石方量也會很大；為使場地豎向更為合理，將其一共分為7個不同標高的場地，臺階之間用護坡及擋墻連接，最高高差為14m，擋墻高度和護坡做起來就比較安全、經(jīng)濟，土石方量也比較少。比較起來，這種“化整為零”的處理方式，將39m的高差處理轉化為若干個高差處理，就比較容易了。

場地北側布置有一棟長67.2m，寬16.5m的宿舍樓，層數(shù)為14。此處自然地形最高為+411.00m，最低+399.00m，高差達到 12m，高差較大。為減少這種自然地形所造成的高差，將宿舍第一層平場設計標高定位+397.00m 和+400.00m，分為兩個臺階，宿舍的總長度 67.2m，在其中間位置設置剪力墻，一半層數(shù)為13層，另一半為14層，也就是我們通常所說的錯層布置。這樣布置既解決了土石方量的問題，有使得基礎深度沒那么深。

實例二：云南省鎮(zhèn)雄縣河口煤礦

主平硐工業(yè)場地選址在坡地上，自然地形東高西低，東西走向自然坡地到達23.6%。主平硐布置場地東南側，井口標高為+1525.00m，其西北側布置有一器材庫，需通過窄軌鐵路與主平硐相連接，將地面的材料運往井下，窄軌鐵路的最大縱坡4‰左右，所以器材庫的設計標高必然在+1525.00m左右。然而受地形條件限制，器材庫所處的自然地形標高為+1521.00m左右，這樣就會造成基礎埋深達到4m，不合理也不經(jīng)濟。因此，為解決這一問題，將器材庫設計為兩層，底層正立面朝西，設計標高為+1521.00m，與道路相連接，外運材料直接從一層卸貨進入器材庫；第二層正立面朝東，設計標高為+1525.00m，與窄軌鐵路相連接，形成另一標高的材料場地。如圖1所示：

圖1

實例三：重慶開縣龍泉煤礦

主平硐工業(yè)場地選址在坡地上，南側和東側靠山，北側和西側較低，相對高差較大。主平硐位于場地東南角，井口標高為+1256.00m，輔助運輸方式采用窄軌鐵路運輸，窄軌鐵路坡度控制在4‰，因此，輔助車間（器材庫、修理車間）的平場標高應設置在+1256.00m左右。然而場地內(nèi)自然地形標高較低，多為+1235.00m～+1250.00m，若按照+1256.00m作為平場標高，最高處需填21m之高，造成極端不合理。為解決這問題，將整個輔助場地及輔助車間的平場設計標高均設為較為合理的+1243.50m左右，此臺階布置有道路運輸系統(tǒng)、窄軌鐵路運輸系統(tǒng)、材料堆場、作業(yè)場地；另一臺階設計標高為+1256.00m，主要布置窄軌鐵路運輸系統(tǒng)與井下連接，為減少填方量，這一臺階的面積較小，滿足基本運輸即可。以上兩臺階的高差達到12.5m，為使這兩臺階能夠順利連接，使材料能順利與井下聯(lián)系，在這兩場地連接處絞車斜坡道，將兩場地的窄軌鐵路相連接起來，使材料運輸能夠在兩場地內(nèi)互通。

實例四：重慶市榮昌縣九井煤礦

為解決井下瓦斯抽采問題，風井場地附近需布置瓦斯抽采泵房。而場地高差較大，通往瓦斯泵房道路的坡度也較大，已經(jīng)超過規(guī)范規(guī)定的8%。因此，瓦斯抽采泵房的設計標高是否合理尤為重要。從自然地形來看，該地形自然標高+333.00m～+337.00m。道路按最大坡度設計，到達此地最高的標高為+329.00m，若將瓦斯泵房的平場標高設為+329.00m，則場地挖方較大，而且場地地質條件較好，多為比較完整的巖石基礎，施工難度也較大?？紤]到以上的條件，最終將瓦斯泵房的平場設計標高定為+330.20m（建筑物2～3m范圍均為此標高），高于道路1.2m，作為一個卸材料設備的平臺。雖然道路要低于建筑物標高，但是也是滿足消防通道防火規(guī)范的要求的。

3 結語

以上實例中我們不難得出，豎向設計主要體現(xiàn)在減少填方量，使土石方和建（構）筑物基礎、擋墻、護坡等工程量最少，到達相對合理。在充分利用地形的條件下，滿足建（構）筑物之間生產(chǎn)聯(lián)系對標高的要求，為場地內(nèi)外運輸創(chuàng)造良好條件。個人認為，在地形相對復雜的場地，一項優(yōu)秀的總圖布置方案主要取決于豎向布置是否合理、經(jīng)濟。

［1］煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范[S].

［2］工業(yè)企業(yè)總平面設計[Z].

［3］廠址選擇[Z].