探索分析煤礦廠房結構方案的選擇

【摘 要】在整個煤礦和選煤廠的各種廠房結構的設計過程中，廠房的結構設計是主要的核心部分，各種廠房結構的方案的選擇直接影響整個煤礦廠房結構的設計及施工周期，在整個煤礦廠房工程建設中，煤礦廠房的結構設計具有重要的作用。在進行煤礦和選煤廠廠房的方案時，作為建設和施工單位要考慮很多方面的因素，包括設計成本的投資、后期設備的維修工作等等。另外，現代生產工藝變化較快，原設計20年的廠房10年左右因工藝變化均要重新修建。通過對我國很多煤礦廠房的結構情況進行詳細的分析和研究，發現仍然有很多煤礦廠房的結構由鋼筋混凝土構成，但隨著我國經濟的不斷發展，也有很多煤礦廠房是由輕鋼結構組成。

【關鍵詞】煤礦；選煤廠；廠房；結構方案

在整個煤礦各種廠房的方案選擇過程中，廠房的結構是非常重要的一個組成部分，針對廠房設計工藝流程而言，廠房的結構設計是保證其順利進行的有效載體。在進行廠房的結構選擇時，作為建設、設計和施工單位，要注意廠房運行過程中形成的各種荷載，要對其進行受力構件和傳力途徑的設計。由于在振動設備運行的過程中會形成各種各樣的振動負載，這種振動負載將會對廠房產生一定的影響，因而需要采取一定的措施減少甚至消除這種影響。另外，現代生產工藝變化較快，原設計20年的廠房10年左右因工藝變化均要重新修建。

一、煤礦廠房結構布置受工藝限制，具有如下特點

一般煤礦廠房結構的平面呈現出凹凸不規則的現象，如果廠房的層數較多，錯層較多，則這樣的廠房的樓層荷載會比較大且分布不均勻。如果振動的設備比較多，通常大型設備要布置在主廠房的頂層，并且在廠房的頂層要配置帶有橋式的檢修吊車。顯然選煤主廠房的主要特點直接決定了主廠房結構的復雜性。

在進行煤礦廠房的設計過程中，針對廠房的方案選擇，必須從廠房的實際情況出發，結合自身的具體情況，選擇適當的鋼筋混凝土結構或者輕鋼結構方案，慎重選擇煤礦廠房的結構方案。選擇什么樣的結構設計方案，直接影響到設計的計算、建設周期、成本投資等方面。因此，必須做好選煤廠主廠房結構方案的選擇工作。

二、比較鋼筋混凝土和剛結構設計方案的優缺點

（一）在建筑、層高方面進行比較

1、建筑方面：在鋼結構的方案設計中，其屋面和墻面都要采用復合板材，例如：可以選擇彩鋼板，它種類很多，在運用復合彩鋼板的情況下，能夠起到保溫、隔熱、隔音的作用，在色澤和形式方面，可以根據不同的需求選擇不同的色澤和形式，沒必要進行室內外裝修，具有較強的現代感。在混凝土的方案設計中，一般為了達到裝飾的效果，可以在砌筑磚墻完成之后，再運用一些比較裝飾的材料，最后進行外飾面，通常其建設程序比較繁瑣。

2、在層高方面進行比較：對于煤礦的各種廠房而言，在接受同樣負載及跨度的條件下，如果選擇鋼結構的設計方案，則需要鋼梁和鋼柱的截面較小，若廠房的層高是有具體要求的結構，則運用鋼結構的設計方案具有一定的優勢。在運用鋼筋混凝土設計方案的情況下，需要較大的梁構件截面，這樣梁柱構件的自重較大，施工周期長，不僅有利于美化，還有利于占領空間。

（二）在抗震功能、施工方面進行比較

1、抗震功能方面：在運用鋼結構方案設計的情況下，鋼結構的自重較輕，且具有較高的強度，如果發生地震，其具有較好的順應性。如果運用混凝土，其剛度較大，但在延性方面表現的一般，如果發生地震，混凝土結構的抗震功能較差。

2、施工方面：在進行輕鋼結構構件的制作過程中，主要在車間內完成，其需要實際的施工面積較小，而且在不受外界天氣的影響下，能夠保證結構構件的加工質量。甚至可以在施工的同時可以進行運載工作，這樣將會在很大程度上減少現場堆料量，同時也縮小了堆料的場地。但如果采用混凝土結構設計方案，其將會受到現場施工、氣象條件、本身硬化周期的影響，從而將會延誤工期，而且在這樣的條件下進行加工，很難保證施工的質量。

（三）在樓板方面進行比較：在運用鋼結構的設計方案時，對于樓面結構的選擇可以采用兩種主要形式，一種是浸鋅鋼格板、另外一種壓型鋼板，即混凝土組合樓板。針對浸鋅鋼格板而言，其具有很多的優點。

優點一：不用進行埋設工藝專著的預埋件，同時混凝土的樓板埋件存在的種類較多。在實際的施工過程中，很容易出現漏埋、錯埋的現象，一旦發生漏埋，修改錯埋的工作比較困難。優點二：鋼格板的中間空隙具有較好的作用，廠房的采光性直接由鋼格板之間的空隙決定。如果漏水的地方多，則會對樓面的剛度產生嚴重的影響，這樣將阻礙檢修設備的進行，而且會導致設備在運行時出現加大振動的現象。

壓型鋼板的主要優點是：在很大程度上便于施工，通常不需要底模，其具有較好的受力性，密肋樓蓋具有良好的剛度，在實際的設計過程中，具有較好的理論基礎。對壓型鋼板的規格要求比較低，在防火、防銹方面的要求比較簡單，這也大大減少了工作量，。

在運用鋼筋混凝土結構設計時，需要對結構框架樓板與梁進行一次澆筑，只有在完成土建施工之后，才可以進行設備的安裝工作。在進行設備的安裝的過程中，要注意工人的安全問題，并且在設備的維修、更換方面要求比較簡單且便捷。主要缺點是施工的混凝土結構工序多，必須要在一定的養護時間之上，才能拆模，為加快進度，必須增加模板、架料的使用量。因此，在這樣的施工過程中，需要消耗的周轉材比較多，增加了建筑成本。

（四）在基礎、環保方面進行比較和分析

1、在基礎方面：如果采用鋼結構設計方案，通常鋼結構廠房的自重約為混凝土廠房自重的35%左右，對于柱腳而言，鋼結構的內力明顯小于混凝土的內力。面對這樣的情況，將會在很大程度上減少基礎和地基處理費用，對于地基較差的工程，將會產生較好的經濟意義。

2、在環保方面：在運用鋼結構設計方案的情況下，鋼結構設計方案可以減低混凝土和磚瓦的使用量，同時，有利于減少城市郊區的開山挖石。在實際的施工現場，可以采用可干式進行施工，這樣不僅有利于節約用水，更有利于環境保護和生態平衡。通過對鋼結構設計的實際情況進行調查和了解，通常采用鋼結構的建筑使用周期較長，在拆除過程中產生的垃圾較少，廢鋼資源的回收率較高。但如果采用混凝土結構的設計方案，則所產生的效果與鋼結構設計的相反。

三、結語

通過對煤礦廠房的運行情況進行實際的調查和分析，發現在實際運行過程中會產生相應的負載，這就需要采取一定的措施解決負載的問題，對于各種廠房運行的不利因素，必須及時做好處理工作。可以在廠房的結構設計中適當的增加結構構件的剛度，也可以設置適當的隔震縫，這樣將會在很大程度上減少或消除振動影響。顯然煤礦各種廠房的結構方案的選擇是非常重要的，這樣不僅有利于提高經濟效益和社會效益，還有利于環境保護和生態平衡。因此，必須做好煤礦各種廠房的結構方案的選擇工作。

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