對煤炭工業礦井建筑結構設計的幾點思考

馬路濱

(山西晉煤集團勘察設計院有限公司，山西 晉城 048000)

0 引言

隨著社會的發展，煤炭工業已經步入了現代化建設階段，傳統的工藝流程盡管蘊含著巨大的經濟效益，但是難以適應發展，尤其在建筑設計上，應當予以完善和改進，保證與煤礦生產相適應。建筑結構設計的科學性與創新性要在具體措施中加以體現，結合煤炭工業的生產特征以及場地布局，考慮煤礦工藝的實際情況，使建筑設計既能符合具體生產需要，又能做到人性化的展示，為煤礦的現代化發展形成有益的示范效應。

1 煤炭工業礦井建筑結構設計的基本原理

煤炭工業礦井的建筑結構設計與一般的建筑結構設計相比，有其特殊的地方，建筑場地、環境、工藝的特殊性等使其要綜合諸多方面的特點進行有效設計[1]。由于煤礦礦井的面積廣闊，工藝繁多，建筑設計的跨度比較大，而煤炭工業建筑要考慮其負載能力以及整體布局采取的技術材質，在設計上往往偏向于輕質材料的選擇，從而減少結構設計給煤礦帶來的負荷，對于礦井下的建筑更是如此，這是為了提高安全指數而采取的必然措施。同時，由于煤炭工業建筑的特殊性，其結構設計在不斷地創新中，構架新型化特點明顯，在外觀的設計上也有新的變化。煤炭工業中的建筑結構設計首要考慮的因素是安全性，在建筑安全得到充足的保障上才加以進行其他因素的需要，諸如美感，藝術性等。因此，其原理是綜合煤炭工業的各方面條件，分析各項指標，嚴格按照符合安全的標準進行各項參數確定，并按照標準評估設計效果，建立模型，運用多種現代化技術加以整合，形成優化的設計方案進行實施。煤炭工業是一個危險系數比較高的行業，性能指標要著重考慮，同時也要兼顧美學等價值指標，使建筑結構設計更趨于科學化。

2 煤炭工業礦井建筑結構設計的重要性

煤炭工業中的建筑是煤礦生產需要配置的設施，具有多方面的用途，對結構建筑的設計能夠在綜合建筑各方面需要的同時強化建設的合理性，使煤炭工業建筑的綜合效應達到最大化。建筑的實際建設完成，必須有整體的規劃，結構設計既起到了對建筑的規劃作用，并實現了與煤炭工業特點的結合，使建筑與工業相適應，增強建筑的價值體現。通過設計方案的對比，形成最優設計方案，能夠降低建設成本，在性能上也更加有技術保障，同時各項建筑指標的達成，也確保了建筑的安全性，滿足了煤炭工業的生產要求。隨著煤炭工業的現代化發展，煤礦生產方式不斷發生新變化，煤炭工業建筑理念也在不斷更新，建筑結構設計能夠及時運用最新的理念，加以體現到具體的施工建設當中，確保煤炭工業建筑的現代性，使其適應生產，保障礦區的人身安全和財產安全[2]。

3 煤炭工業礦井建筑結構設計中的改進措施

煤炭工業中的建筑結構設計必須體現安全性，因而其設計要求較一般的建筑設計高出很多，同時由于以往建筑設計對功能、安全等指標的過于注重，而忽視了其他方面的考慮，使得設計上存在一些問題，需要在具體設計中加以改進，以實現更高的發展要求。

3.1 明確建筑結構設計指標，建立標準模型

煤炭工業建筑設計的成型由各項具有重要作用的指標數據決定，這也是在設計中的重要參考依據，對設計方案的最終完成有著重大影響[3]。建筑設計的各項參數包括目標參數、控制參數等的設定都要結合煤礦的實際情況，將波動幅度小的參數選擇出來，作為指標形成參照標準，能夠在設計中更加精準地得出與目標參數相符的數據。在設計中，建筑材料以及結構構件尺寸、面積等指標需要在建設前設定出來，對各項參數前處理。相似的函數應當設計多組，以便在比較中找出最優化的方案。通過函數分析煤炭工業建筑結構的性質，為工程建設最大限度地節省了時間、材料等。同時，建筑結構的穩定安全性與使用年限等的硬性規定，設計要權衡約束條件，結合力學等科學確定架構的剛性、結構形變限度等，確保符合規定標準。當設計各項重要指標都確定之后，以此為參考建立標準模型，使結構設計更加直觀化，有助于煤炭工業建筑的最終建設。

3.2 綜合計算數據，選擇最佳設計方案

煤炭工業的建筑結構設計除了龐雜的數據確定外，還設計多項計算程序的運行，這也是改進設計的一個重要環節[4]。由于煤炭工業建筑要求高，變量復雜，多種設計條件在其中需要綜合考慮，因而對其進行數據的計算，以實現建筑建構的精確化。在計算當中，結合實際需要，采取不同方法對數據進行演算，轉化約束條件，節省時間，恰當的計算方式能夠推動程序的最優化，使其用途更加齊全，運行更加高效，多個小程序的有機組合，形成程序的綜合化，使結構設計更有保障。通過程序的運算，結合計算結果，在模型的矯正下，根據現實要求，選擇煤炭工業建筑結構設計最佳的方案。通過對這個方案進行可行性的評估以及安全性等的結合，進行具體實施建設。同時，在以往建設中對煤礦建筑美觀因素考慮不足的具體情況下，將外觀等參數置入計算當中，在方案中加以體現，從而提高結構設計的人性化。

3.3 綜合分析計算結果，保證結構設計質量

由于在結構設計中參數的復雜性，導致計算結果也多樣化，主要的設計人員要將計算結論加以統計，進行綜合分析，通過各個設計方案優劣的比對，形成科學的認識[5]。在此基礎上，從多個角度抓住方案細節，分析異同點，避免因疏忽而遺漏了關鍵點，致使出現結構設計的漏洞。煤炭工業的建筑建設是一項綜合的工程，需要動用大量的資源，因此，設計上必須精益求精，在考慮節省成本的同時，對建設技術也要相應地加以改進。通過對數據計算結果的綜合分析，設計方案的比對，消除了建設中的各項弊端，使結構設計更加趨于科學性，從而保證了建筑結構設計的質量，為設計的優化提供了重要的保障。

4 結語

煤炭工業的建筑結構設計需要科學地綜合建筑的多項指標，考慮煤炭工業生產的許多因素，因而在設計上要保證其合理性，應當加強在設計過程中對各項數據指標的精確化處理。結合力學、建筑學等多種學科知識，將現代化建筑設計理念運用其中，在首要考慮安全性的同時，加強煤炭工業建筑結構設計中其他功能價值的置入，能夠推動煤炭工業建筑的健康發展。同時，隨著工業生產的深刻變化，建筑結構設計的人性化要求日益強烈，在當前的煤炭工業建筑上，應當加強新理論的指導，最大限度地帶動煤礦建筑朝現代化轉變。

[1]劉慶雪，劉曉玲，李明，等.某煤炭工業場地黃土高邊坡穩定性設計的理論分析[J].西安科技大學學報，2012，26(58)：314-319.

[2]林杜軍，宮守才，張銀洲，等.平朔東露天煤炭工業場地地下水位變化對建筑設計的影響因素的分析[J].中國工程科學，2012，24(57)：49-53.

[3]陳其芳，牛國軍，王海軍，等.灰色系統理論在煤炭工業廣場地表沉降預測中的分析應用[J].中國科技信息，2012，45(58)：74-74.

[4]鄒俊，黃路平，鄧俊豪，等.煤炭工業建筑結構設計優化的方法在房屋結構設計中的現實應用[J].工業科技傳播，2013，26(59)：45-46.

[5]佟月強，郝明建，辛海紅，等.試論煤炭工業中結構設計優化技術及在房屋結構設計中的應用[J].科技與企業，2012，26(55)：215-216.