高智偉 鄭偉生
摘要:總圖設計主要包括總平面布置,豎向布置和管線綜合等方面的內容,總平面布置是總圖設計的重要組成部分。此次結合自己多年來的工作和專業知識,在對日常工作歸納和總結的基礎上,對煤礦項目設計中總平面設計的作用以及如何做優煤礦總平面布置做一些自己的理解和闡述。
關鍵詞:總平面布置;豎向布置;建筑環境
煤礦總平面布置就是在既定廠址和煤礦總體規劃的基礎上,根據生產、使用、安全、衛生等要求,綜合利用環境條件,合理地確定場地上所有建筑物、構筑物、交通運輸線路、工程管線、綠化和美化等設施的平面位置。
影響煤礦設計的范圍廣,因素多,是一項系統的、綜合性的工作,因此必須從全局出發,結合實際情況,從技術、經濟兩方面全方位、多方案進行比較,擇優選擇。
要做好煤礦工業場地總平面布置必須做到以下幾點。
一、了解總體規劃要求,使總平面布置與其適應
對一個礦區來說,都有自己的總體發展規劃。在總體規劃中,對該礦區的各個煤礦的規模的大小、井田范圍的劃分、工業區、輔助生產區和居住區場地的確定、以及交通運輸、供水供電等都有一個合理地布局,同時還要做好與當地城鎮總體規劃和各單項規劃的結合。以便了解煤礦建設的環境情況和外部條件,使廠區、廠前區、生活居住區與城鎮構成一個有機的整體。這樣,既有利于生產,又方便了生活。
二、滿足煤礦生產要求,力求工藝流程合理
總平面布置是為了給煤礦企業創造良好的生產條件,使企業在良好的環境在經濟合理地進行生產。所以,必須使總平面布置滿足生產要求。為此,首先要熟悉生產,了解生產工藝,這是進行總平面布置的基礎。在熟悉生產和工藝的基礎上,使總平面按工藝流程順序布置,并使工藝流程順暢合理。
煤礦工藝流程的主線就是煤的生產、加工、運輸,同時伴隨有輔助材料的加工和運輸。工業場地的所有建構筑物都是圍繞著一條主線服務的,原煤從井口出地面后進入了一套完整生產系統,對原煤進行篩分、破碎、去矸石、洗選的工藝設計最終生產出產品煤。
主井、副井、和風井三個井口以及煤礦地面的主生產系統,它們位置的選擇和布置決定了整個煤礦場地總平面的布置和面貌,是煤礦總平面布置的重中之重。因此合理地協調井口的位置和生產系統關系是煤礦總平面布置的基石。
接下來要滿足生產要求,還必須合理地選擇廠內運輸方式使煤和物料運輸通暢,生產作業線短捷,并使加工和運輸有機結合,實現在運輸過程中加工,在加工過程中運輸。而在煤礦設計中,皮帶棧橋和道路相結合的方式應用最為普遍。
此時還應注意輔助設施的機修、材料等車間的靠近副井口布置,方便材料上下井運輸,生活污水處理站盡量安排在場地最低處,井下水處理站盡量安排在井口布置,生活水設施和用電設施盡量布置在需求和負荷最大的地方,同時供水、供電設施應靠近主要外部水源和電源,方便進線。
三、充分利用地形、地質,因地制宜進行布置
熟悉地形、地質條件,主要了解建礦地區自然地形變化情況,自然坡度大小——平坡、緩坡、中坡或陡坡,有無突變;場地地貌情況——居住、種植、墳墓、坑穴、拆遷項目及其數量;適宜建礦的場地形狀及其范圍大小;同時,還要了解建廠地區周圍的環境情況——交通運輸、村鎮居住情況、有無江河和天然溝渠,能否做為水源處等等。合理利用地形、地質條件,因地制宜進行總平面布置,合適宜建礦條件的場地范圍、形狀、外部交通運輸條件,合理地選擇總平面布置形式。結合地形、生產要求,運輸聯系及大多數建筑物對朝向、日照、通風的要求,確定煤礦廠區方位、主要通道走向、主要道路方向、大多數建筑物朝向、主要出入口位置等因素。
為了節約土石方工程量,方便運輸聯系,廠區方位宜與自然地形的等高線平行或大致平行。
由于除內蒙古煤礦項目和個別陜北的煤礦項目外,基本都位于山區中,因此結合建礦地區的自然地形坡度,選擇合理地豎向布置形式。當場地的自然地形坡度較小時,廠區可采用平坡式的豎向布置形式;當場地的自然地形坡度較大,采用平坡式豎向布置形式將導致土石方工程顯著增加或填挖挖深度不太合理時,可選用階梯式豎向布置形式。
同時還要了解建廠地區的工程地質和水文地質情況,根據工程地質和水文地質情況布置建筑物和構筑物。不同的建筑物、構筑物及設備對地基承載力的要求不同。在進行總平面布置時,應將荷載較大的建筑物、構筑物及設備布置在地質條件較好、地基承載力較大的地段。要避免布置在土質不均、地基承載力懸殊的地段,以免引起不均勻沉陷。
四、風象、朝向,減少環境污染
在進行總平面布置時,考慮風象問題主要是為了利用風象條件合理地確定煤礦廠區建、構筑物位置。特別是由于煤炭的特殊性,在煤礦建設和生產中都會帶來很多的粉塵,這是在煤礦設計中一定要注意的因素。盡量將辦公生活區和環境要求高的井口、供水、供電、機修設施布置在上風向,將生產系統,裝車系統、材料堆場和通風機房等布置在場地下風向,減少二次污染。
建筑物的朝向與廠區的地理位置、氣象條件、廠區方位及建筑物使用要求等因素有關。由于我國大部分煤炭儲量都在北方地區,決定了煤礦企業北方居多的特點。所以從自然采光、日照和自然通風的角度出發,大多數建筑物宜南向或南東向或南西向布置,尤其是辦公樓,單身宿舍等民用建筑。在炎熱地區應避免西曬。在寒冷地區應避免寒風襲擊的朝向。與此同時還要注意有些地貌的因素造成的局部地方小氣候的形成,建筑物朝向也可參照當地民房等設施的經驗。
除有良好的朝向外,建筑物之間還應保持一定的日照間距。日光對寒冷的北方冬季無論是生產生活都是非常重要的。
五、防火、防爆、防振、防噪
為了預防和減少火災的發生,總平面布置應考慮并滿足防火要求。合理地確定建、構筑物之間的距離。建、構筑物之間的防火間距與建、構筑物內的生產類別及建、構筑物的耐火等級有關。