碾子溝煤礦工業場地豎向設計剖析

杜廈

摘要：豎向布置是總平面設計的主要內容之一，應和平面設計有機的結合起來。合理的豎向設計以適應煤礦企業建設和生產的需要。本文以碾子溝煤礦工業場地為例對工業場地豎向設計進行簡單的剖析。

關鍵詞：煤礦；總平面設計；豎向設計；防洪排澇；

一、概況

1.位置與交通

井田位于永壽縣城西北約40km的永平鄉碾子溝村，東南與永平鄉相連，西北與彬縣太峪鄉毗鄰。地理坐標：東經107°58′41″～108°01′03″，北緯34°52′30″～34°53′58″。

礦井周圍交通狀況

礦區有7km簡易公路至太峪和312國道相連。福（州）～銀（川）高速公路從太峪通過，設有太峪立交和站口。西（安）～平（涼）鐵路已獲得批準建設，預經太峪并設貨運站。礦區距咸陽130km，距西安160km，交通便利。

2.地形地貌及水文

井田位于隴東黃土高原，區內多為殘塬、梁、峁地貌，溝壑縱橫，溝深梁窄，相對高差較大。

拜家河流經礦區西北部，匯入涇河，匯入口處，年平均流量0.015m3/s，平均流速1.85m/s，平均水深3～4cm，河寬10～25m，平均20m。礦區范圍內有冰凌溝和許許溝兩條常年流水小溪匯入拜家河，水流量較小，平均流量分別為0.0005m3/s和0.01m3/s。

3.氣象及地震

本區為大陸性半干旱氣候，冬季長，夏季短。根據永壽縣氣象局近年資料：年均氣溫10.7℃，1月平均氣溫-2.9℃，最低為-15.5℃，7月平均氣溫24℃，最高38.9℃。年均降雨量為600mm，7、8、9月為雨季。3、4、5月為西北季風期，夏季多雷陣雨，初秋降雨較多，冬春較干旱。

據我省三千余年地震史記載，本區僅1880年7月17日永壽縣境內曾發生5級地震以來，尚未有破壞性地震發生。根據中國地震烈度區（1990年）本區為Ⅵ度烈度區。

二、場地布置和功能分區

按照生產功能及建筑設施的不同用途，礦井工業場地布置分為三個區，即行政生活區、生產區、輔助生產區，公用設施根據服務對象的不同，就近布置。

1.行政生活區

布置在整個場地的東南部，由于現有辦公樓、食堂、聯建及職工宿舍不能滿足使用要求所以需要拆除。按人流流向及建筑的自身特點，新建行政辦公樓布置在工業場地東南部，向西布置一座食堂，保留原有西側職工宿舍待礦井建成后作為倒班樓使用。在新建行政辦公樓南面形成一個開放的中心廣場，在廣場內設置小品、綠地、燈飾、鋪砌，形成了良好的自然環境和景觀效果。

2.生產區

主要包括主斜井、原煤倉、篩分破碎車間和產品倉，主斜井位于工業場地的西南部，通過皮帶棧橋與原煤倉相連。礦井生產原煤經原煤倉儲存后，通過篩分破碎車間處理，50mm以下經皮帶運送至混煤倉儲存，50mm以上經皮帶運送至塊煤倉儲存，矸石經皮帶運送至雜物倉。矸石經儲存后通過汽車外運。

3.輔助生產區

以副斜井為核心的輔助生產區位于整個場地的西北部，南鄰場前區。該區主要布置有副斜井井口房及提升機房、機修車間綜采設備中轉庫聯建、器材庫、巖粉、消防、油脂庫、器材棚、電機車庫及充電間、坑木加工房；任務交待室、浴室、燈房組成的聯合建筑布置在該區的西南端，使場前區與輔助生產區有機的分割開來，既便于人員下井，又美化場前區環境；排矸棧橋及翻車機房布置在輔助生產區北側，靠近矸石出口，便于矸石運輸。

根據工業場地與周圍場地、城鎮、公路的相互關系，工業場地設三個出入口：西門為人流、物流出入口及通往風井場地的出入口，北門為矸石出口，東門為爆破材料庫出入口。

三、豎向布置及場內排水

1.豎向布置原則

場地豎向布置是結合地形、地質條件，根據生產、運輸、排水、管線敷設及土方工程等要求，與總平面布置同時考慮的。

（1）豎向布置應保證井口及工業場地不受洪水或內澇威脅。

（2）在滿足生產、運輸的情況下，結合自然地形條件，合理地確定豎向布置形式。

（3）減少填挖方量，盡量達到填挖方平衡。

2.豎向布置形式

工業場地自然地形較為復雜，在滿足井口防洪標高、生產工藝要求的同時，方便場區與場外公路、排矸道路的連接，豎向設計采用平坡式與臺階式相結合的豎向布置形式。主斜井井口房、原煤倉、篩分破碎車間處于一個平臺，設計標高在+1080.00m～+1083.00m之間；塊煤倉與產品倉處于一個平臺，設計標高在+1074.00m～+1077.00m之間，行政福利區和輔助生產區處于一個平臺，設計標高在+1100.00m～+1103.00m之間；35kV變電所，日用消防水泵房，設計標高在+1088.00m～+1090.20m之間；生活污水處理站，設計標高在1082.00平臺，制漿車間和降下水處理站處于一個平臺，設計標高在+1108.00m～+1110.00m之間

3.場地平整方式

場地平整采用平坡式和臺階式相結合的平整方式，場地最大平整坡度為2%，最小平整坡度為0.5%。最大挖方高度15m，最大填方高度15m，土質邊坡的開挖邊坡允許值為1：1。擋土墻最大高度8.0m，結構采用重力式。工業場地平整土石方工程量，填方：30.00萬m？，挖方：35.00萬m？，以挖作填。

4.流域概況

拜家河流經礦區西北部，匯入涇河，匯入口處，年平均流量0.015m3/s，平均流速1.85m/s，平均水深3～4cm，河寬10～25m，平均20m。礦區范圍內有冰凌溝和許許溝兩條常年流水小溪匯入拜家河，水流量較小，平均流量分別為0.0005m3/s和0.01m3/s。場區西南面與冰凌溝相毗鄰，需設防洪堤。

流域特征：流域地勢東南高而西北低，其中大部分山體坡面土層較厚，山上多為梯田，植被皎茂盛，水量較小，河道彎曲。降雨多集中在6～9月，雨量約占全年雨量的一半以上，暴雨分布具有明顯的季節性。

洪水特征：洪水主要由暴雨補給，汛期與降雨一致。黑河中上游河床縱坡較大，下切較深，流域內山坡較陡，暴雨時匯流時間短，洪水流量增加較快，洪水位增長快。最大和歷時長的暴雨對河流的洪峰起控制作用。

5.洪水位計算

洪水位的計算需要河床粒徑、河槽形狀、河灘地、河床縱斷面、水文橫斷面、河流粗糙程度、河床形狀等諸多因素條件。根據現有資料，得出工業場地Q1%靜水位為+1078，Q0.333%靜水位為+1079。最終結果應由相關部門審定批準。

就目前提供的資料，工業場地標高為+1079.50～+1110.00m，滿足《煤炭工業礦井設計規范》1/100的洪水頻率設防；場地內主斜井鎖口標高+1082.00m，副斜井軌面標高+1103.50m，風井鎖口標高+1089.50m滿足《煤炭工業礦井設計規范》1/100的洪水頻率設防，1/300的頻率校核。

6.排澇

場區雨水采用地面散流與明溝相結合的排水方式。場地內雨水匯集至道路上，沿道路縱坡流至場外。在挖方邊坡坡底和擋土墻墻底設排水明溝，將場區雨水集中收集后排至場外冰凌溝內。明溝采用漿砌片石不對稱梯形溝，凈寬0.4m，平均溝深0.4m，壁厚0.3m。

四、結論

通過上述碾子溝煤礦豎向布置設計，總結得知，合理的的豎向設計不僅要結合外部自然地形條件、防洪排澇，還需與平面設計有機相結合。工業場地豎向設計與平面設計是相輔相成，相互制約，最終合理的豎向設計可以節約煤礦企業建設與生產成本，提高企業效益。

參考文獻：

[1]井生瑞.總圖設計[M].北京；冶金工業出版社，1989