某矿井工业场地总平面布置

某矿井工业场地总平面布置

杜娴

中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉430000

摘要：矿井工业场地总平面布置需要从工业场地平面布置、竖向设计、运输方式、管线敷设、绿化等多方面进行研究论述，才能对工业场地布置的主要因素作出合理设计和阐述。

关键词：总平面布置；竖向设计；场内运输；管线综合；绿化

随着矿井建设规模逐渐加大，洗选煤设施的同步设计建设，地面工业场地需要的设施增多，工业场地用地面积也在加大。工业场地布置综合要素也越来越多，以下就几个重要因素进行阐述。

1、概述

本工程属于积家井矿区，该矿井位于宁夏灵武市东南约78km处，行政区划属灵武市（78km）、吴忠市（76km）和盐池县（82km）管辖。

马家滩至石沟驿公路由东向西从井田北部经过，在石沟驿与国道211线相接；东部马家滩至大水坑公路与盐（池）～兴（仁）公路相接，马家滩往北经古马线在古窑子与银（川）～青（岛）高速相连；盐兴公路由东向西穿过井田西北部，大水坑至惠安堡公路由东向西沿井田南界穿过，在惠安堡与盐兴公路相接，西部通过惠安堡的国道211线（吴忠～西安）距本区3km，通过211线往北80km可达吴忠；往东80km与银青高速相连，可达陕北、太原、青岛等地。正在建设中的双线电气化太（原）～中（卫）～银（川）铁路从本区中部东西向穿过，西可连接中（卫）宝（鸡）、包（头）兰（州）铁路，东可直达太原。该铁路预计2010年建成通车。井田交通网络完善，交通十分方便。

井田内无常年地表迳流，仅在井田中西部碱池子南端、南部陈家梁碱滩北段等区域有季节性水流，其水源主要是扬黄水灌溉后的农田渗水和降雨，其流量受季节性影响变化较大。流水基本都流进盐碱池，被蒸发或渗入地下。井田内为典型的半干旱半沙漠大陆性气候。气候特点是冬季寒冷、夏季炎热，昼夜温差较大。根据灵武市气象站1991～2006年气象资料，季风向多正北或西北，春秋两季有时有沙尘暴；年平均气温为9.4℃；降水多集中在7、8、9三个月，年最大降水量为322.4mm（1992年），年最小降水量仅为116.9mm（1997年），而年最大蒸发量高达1922.5mm（1999年）；最大冻土深度为0.72m（1993年）。全年无霜期短，冰冻期自每年10月至翌年3月。

井田位于毛乌素沙漠西缘，以缓坡丘陵、洼地地貌为主，呈东高西低，南高北低的趋势，局部形成低洼湖地。最高点高度为+1476.19m，最低点高度为+1349.29m，井田内最大相对高差约127.1m，平均高程约为+1405.45m。井田内多为农田、人工林地和保护性草场及少部分低洼地区雨季积水成湖，冬季干枯为碱滩。全区地形相对平坦，地面起伏不大。

井田位于鄂尔多斯盆地西缘褶皱冲断带中部，属吴忠地震活动带，根据《宁夏地震裂度区划图》，井田地震裂度为Ⅶ度，地震动峰值加速度在0.15g。

2、工业场地总平面布置

2.1、工业场地总平面布置的主要原则：

1、符合相关规程、规范的要求；

2、充分利用地形，结合主导风向，减少污染；

3、满足生产工艺要求，利于安全生产，方便生活；

4、场内外布置协调，尽量压缩场内运输线路及管线长度；

5、尽量避开工程地质不良地段，并结合地形地貌，采取合理的竖向布置形式，减少土石方工程量；

6、场内建（构）筑物布置紧凑、合理，并留有发展余地；人流、货流顺畅短捷；

7、功能分区明确；适当扩大绿化面积，改善小区气候条件，创造良好工作环境。

2.2、工业场地总平面布置

工业场地按功能分为三个区。生活福利区：以生产指挥管理综合楼、生产救护楼、食堂、灯房浴室联合建筑等组成，该区为矿井生产指挥中心，人员集散地。辅助生产区：包括矿井机修间、油脂库、器材棚、材料库、综采设备库。生产区：主要包括主立井、锅炉房、生产系统的相关煤仓、车间、输煤栈桥等。

本工程工业场地所处位置地势平坦，场地开阔，周边无边界限制因素，水文地质情况良好，交通便利。工业场地盛行风向是西北风，故将对干净整洁要求高的生产指挥区、生活区布置在盛向风的上风向，生产区位于盛行风的下风向，辅助生产区将生产指挥区、生活区与生产区隔开，如此分区使场前区干净整洁，分区明确。考虑合理组织货流与人流，本设计将货流大的车间布置在场地东侧，把人流量多的布置在厂前区西侧，分设货流出入口、人流出入口，以减少人流和货流交叉。

3、工业场地防洪、排涝和竖向设计

3.1、洪涝现状

区内地表水系不发育，根据现场提供资料，矿区地表径流常年干枯无水，仅雨季有短暂汇流出现，地下水含水层埋藏较深，补给来源主要为大气降水，地表水排泄条件较好，多为平缓的小型沟渠，无较大的汇流河沟。

3.2、防洪设计标准

根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005），防洪设计标准为：矿井井口设计频率1/100，校核频率1/300；工业场地设计频率1/100；场外截水沟设计频率1/10～1/25（本设计截水沟设计频率采用1/25）。

3.3、防洪排涝

本次规划矿井工业场地地势较高，较距工业场地1.5km处高21m，其防护设计以防暴雨为主，采取相应场地防护措施后，便可保证场地不受洪水威胁。

工业场地东约700m和东南500余米有俩冲沟。根据矿井总布置图工业场地东侧冲沟汇水面积3.5km2，取：C=2.20、n=0.60，Q0=2.20×3.50.60=4.67m3/s，Cv=1.20、Cs=3Cv，模比系数K1%=6.10、K0.33%=8.12，因此，三百年一遇洪水流量为：Q0.33%=K1%×Q0=8.12×43.21=37.92m3/s。东侧冲沟沟底宽157m，沟底较工业场地低约13m，取：R=13，i=0.008，n=0.75，可排水量Q=WV=（157+750）×13×0.5×（1/0.75）×132/3×0.0081/2=3890m3/s。流量大于三百年一遇洪水流量。根据矿井总布置图工业场地东南侧冲沟汇水面积3.7km2，取：C=2.20、n=0.60，Q0=2.20×3.70.60=4.82m3/s，Cv=1.20、Cs=3Cv，模比系数K1%=6.10、K0.33%=8.12，因此，三百年一遇洪水流量为：Q0.33%=K1%×Q0=8.12×46.57=39.14m3/s；东侧冲沟沟底宽79m，沟底较工业场地低约11m，取：R=6.6，i=0.010，n=0.75，可排水量Q=WV=（79+420）×11×0.5×（1/0.75）×6.62/3×0.0101/2=260.79m3/s。流量大于三百年一遇洪水流量。井口及场地不受洪水威胁。

3.4、工业场地竖向布置

竖向布置的原则是确保井口安全，尽量减少土方，节省投资。工业场地竖向布置结合自然地形，结合不同分区的坡度要求，设计采用平坡式布置。工业场地东西向坡度0.3%降低，南北向0.5%坡度降低。

3.5、场内排水

因本区域降水量较小，结合本地区特点，场内雨水通过场内道路排至场外低洼处。

3.6、场外截水

矿井工业场地地处山区地段，为确保矿井安全，防止坡地雨水流入场地，设计在工业场地东、南侧设截水沟，将坡地雨水引至低洼处。截水沟设置标准为1/25。

4、场内运输

场内运输应根据工业场地的地形条件、井口位置、工艺布置和场地功能分区等要求，合理的选择运输方式和牵引动力，并应与井下运输密切配合，协调一致。场内道路的布置，应满足生产、运输、安装、检修、消防、救护及环境卫生的需要。

场内运输主要有：矸石59400t/a；锚杆、网3000t/a；坑木消耗：5000m3/a；混凝土材料（不含水）20000t/a。

煤与矸石运出场外采用汽车运输，锚杆、网、坑木、混凝土材料（不含水）等由副井下井采用窄轨运输。

地面窄轨铁路采用900mm轨距，30kg/m的钢轨，道岔为DK930-4-15，钢筋混凝土轨枕1500根/km，道床厚度200mm。轨道最大纵坡1％，最小平曲线（机车牵引）为15m。场内窄轨铁路长1500双米。

场内道路担负场内生产、生活物资运输及满足消防要求，场内道路主干道宽12.0m，次干道宽7.0m，车间引道宽为4.0m，均为城市型。路面结构层次为：沥青砼110mm；5%水泥稳定砂砾（级配）2X150mm；石灰土（8%）200mm。

道路纵坡最小0.3%，最大0.6%，道路最小内缘半径主要行车道9.0m，一般人行道6.0m。

5、工业场地管线综合布置

5.1、工业场地管线种类

工业场地内布置有电信电缆、电力电缆（沟）、热力管（沟）、压风及制氮管路、生产及生活给水管、井下排水管、生活污水管、消防水管道、照明及电力杆柱等。

5.2、管线综合布置原则

1、管线综合布置应尽量使各管线间及管线与建、构筑物之间在平面和竖向布置上互相协调，既要节约用地，又要满足施工、检修及安全生产的要求。

2、管线宜成直线布置，并与道路、铁路、建筑物轴线及相邻管线平行。干管宜布置在靠近主要用户及支管较多的一侧，以便减少支管长度。

3、尽量减少管线间及管线与铁路、道路的交叉，尤其是热力管沟与排水管、电缆的交叉。

4、管线至相邻平行布置的管线、道路、建、构筑物的水平间距，一般采用最小值。

5、管线综合布置中发生矛盾时，一般安下列原则处理：

（1）临时性的让永久的。

（2）有压的让自流的。

（3）可弯曲的让不可弯曲的或难弯曲的。

（4）管径小的让管径大的。

（5）施工工程量小的让施工工程量大的。

5.3、管线敷设方式

矿井工业场地内主要的供电、供暖采用地埋电缆沟、热力管沟的敷设方式，其它管线采用直埋敷设方式。

6、场内绿化

6.1绿化原则

1、因地制宜，搭配选择布置乔木、灌木、草坪和花卉等。

2、统一规划，形成体系。

3、全面考虑，紧密结合工业场地总平面布置。

4、突出重点，区别情况地布置各区段绿化

5、讲求实效，绿化必须达到应有防尘、降噪、美化的效果。

6.2绿化布置

本工程绿化布置考虑根据当地自然条件、植物生态习性与防污功能，以及工厂生产特点和总平面布置图的要求，配合厂区竖向设计和管线综合设计进行绿化设计。绿化布置不妨碍生产操作、物料贮运、设备检修，并满足防火、防爆及卫生要求。为美化环境，在场区内尽可能布置绿化带，以创造良好的环境和卫生条件。

参考文献：

[1]李善、傅达聪，煤炭工业企业总平面设计手册，北京，煤炭工业出版社，1992.

[2]于为芹等，煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2015），北京，中国计划出版社，2016.