補連塔煤礦新副斜井工業場地總圖規劃設計

任 永 強

(鄂爾多斯市神東工程設計有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

1 工業場地概況

補連塔煤礦位于內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗之東南，東勝煤田中南部，始建于1986年，隸屬于國家能源集團。設計生產能力為0.6 Mt/年，隨著礦井系統逐年改造，產量逐年提升，截至2014年礦井核定能力已達25.0 Mt/年，是目前世界上生產能力最大的井工礦井。現有基礎設施不能滿足生產需要，且人員、車輛擁擠，給安全管理造成較大壓力，鑒于此，需新建補連塔煤礦新副井工業場地及相應的配套設施，以滿足礦井產能提升的要求。新建副斜井場地位于現有補連塔煤礦工業廣場的西部，直線距離約5 km，該場地的東側為李家村農家院和南風井工業廣場，北側為伊烏公路(X626)。西北側緊鄰現狀220 kV變電站。規劃范圍內為丘陵溝谷地貌，總體地勢為北高南低，南北最大高差約60 m。自然地面最大坡度達15%左右，平均坡度為8%左右。基地內有一條寬約100 m，深約15 m的深溝從西北至東南方向貫穿場地。

2 工業場地總平面布置

2.1 總平面布置原則

礦井總平面布置原則[1]：

1)以人為本,按煤礦長遠的發展綜合考慮，為煤礦職工提供安全,舒適,整潔的工作生活環境。

2)滿足工藝布置和交通運輸合理的前提下，實現功能分區明確，貫徹節能節地的方針，場地布置緊湊，功能相近的建構筑物盡可能采用聯合布置的方式，以節約用地，減少壓煤。

3)實現人流及物流分流,將相互干擾減小到最低。提高綠化率，注重景觀建設。通過綠化帶分隔及采用新技術等手段減少生產區對環境的污染。

4)聯建樓等單項工程設計考慮人員走動距離最短；物流系統設計考慮使物料搬運的成本最低，避免相互交叉和折返運輸，生產效率最高。

5)因地制宜，布置適當的綠化設施，改善廠區生態環境及氣候條件，構建綠色安全高效的現代化礦井。

2.2 總平面功能分區

工業場地總征地面積(包括后期預留發展用地、進場道路、護坡及截排水溝等)33.69 hm2，場區用地面積22.14 hm2，規劃生活區用地5.5 hm2。結合補連塔新副斜井工業場地地形地貌及外部運輸、井下開拓、供電、地區風向及環境等條件，工業場地總平面布置經過多方案篩選，統一規劃，分期實施的原則進行布置，按功能由北向南、自西向東劃分為規劃生活區、場區行政辦公及生活服務區、庫房及材料設備堆場區、公用設施區、龍門吊場地及大件設備堆放區共計五大分區[2]，如圖1所示。

規劃生活區位于整個工業場地的北部一平臺，該區作為項目規劃生活區，占地面積5.5 hm2。

行政辦公及生活服務區位于場區中部偏西側，輔運平硐井口南側，初期布置燈房浴室及任務交待聯合建筑、食堂、外委隊設施場地；在燈房浴室及任務交待聯合建筑東北側預留后期生產管理綜合樓、職工宿舍等行政辦公生活設施用地。該區靠近人流出入口，為礦井生產指揮，人員集散地，在創造美觀建筑立面基礎上，配以廣場、花卉、草坪、樹木，形成環境優美的場所。

庫房及材料設備堆放區布置在工業場地中部輔運平硐井口東側位置，輔運平硐井口北側布置井口廣場硬化場地，井口東側，預留場前區南側自西向東、由北向南布置10 kV變電所、區隊材料庫、膠輪車庫、器材庫、材料中轉場地，器材庫中設置了地面消防材料庫；該區和場區行政辦公及生活服務區、公用設施區共同構成整個工業場地的核心區，均布置在場地中部區域；分區內建構筑物布置緊湊、合理，分區間人流、物流交通聯系方便。

公用設施區位于場地中南部，10 kV變電所布置在預留場前區南側、燈房聯合建筑東側，生活消防水泵站、日用消防水池布置在庫房及材料設備堆放區南側，外委隊設施區東側，鍋爐房布置在外委隊設施南側，TBM始發洞口西側。本區靠近場區主要用水、用電、供暖負荷中心，外部電源接入場區方便；區內建構筑物布置緊湊、合理，與場區其他建構筑物及設施距離滿足規程規范要求。

龍門吊場地及大件設備堆放區位于場地南部，自西向東布置井口空氣加熱室、材料中轉場地、支架堆放場地、龍門吊場地、管路及皮帶件處理場地、風筒清洗晾曬場地等。該區是場區大件材料、設備地面主要堆放場地，靠近井口布置，方便材料設備上下井，上下井運輸距離短。

2.3 總平面布置特點

隨著工業場地建設理念的不斷創新發展，工業場地內功能相近、聯系密切的建筑單體合并布置為一個整體建筑，成為聯合建筑，如浴室、燈房、入井安檢、地面急救站、任務交代聯合建筑。這種布置方法科學合理，具有明顯的優越性。從用地方面比較，聯合建筑有利于縮減場地內的建筑項目，使工業場地布置更加緊湊，減少占地面積，節約用地。充分貫徹了節能節地的大政方針。從工程建設投資方面比較，由于聯合建筑占地面積小，相應的土方量、管線工程均減少，有利于節約投資。從廠區布置來看，聯合建筑與分散的單體建筑相比較，布置簡潔高效、井然有序。從廠區建設景觀來看，高大的聯合建筑有利于改善工業場地落后的面貌。

3 工業場地豎向設計

3.1 豎向布置方案比選

規劃范圍內為丘陵溝谷地貌，地勢北高南低，南北最大高差約60 m。自然地面最大坡度達15%左右，平均坡度為8%左右。場地內有一條寬約100 m，深約15 m的深溝從西北至東南方向貫穿場地。設計中采用兩種方案進行對比：方案一：以輔運平硐井口處標高1 251.50為控制高程，將整個廠區按平坡式布置，由北向南坡度0.8%，由西向東坡度0.5%；方案二：臺階式布置，將整個廠區按功能分區劃分為三個臺地，規劃生活區為上臺地，控制標高1 269.00，自北向南坡度為0.8%，自西向東坡度0.8%；將場區行政辦公及生活服務區、庫房及材料設備堆放區、公用設施區等三個功能區布置在中臺地，控制標高1 267.0；自北向南坡度為0.5%，自西向東坡度0.3%；將輔運平硐井口大件材料及設備堆放區布置在下臺地，以輔運平硐井口處標高1 251.50為控制高程，自北向南坡度為0.5%，自西向東坡度0.5%。兩臺地間設置擋墻或護坡連接。通過計算，兩方案的土石方量及廠區主要邊坡防護、排水設施工程量見表1。

表1 豎向設計方案主要工程量經濟比較表

分析比較，方案一中廠區北側規劃生活區的地面標高為1 255.70，與場外道路小大線路面標高相差29.70 m,不便于入場道路的接入，且進場道路路肩需新建大量擋墻設施。綜合經濟性及布置合理性兩方面考慮，場地豎向設計選用三平臺臺階式布置。

3.2 場地防排洪設計

根據《煤礦工業礦井設計規范》要求，工業場地及井口的防洪標準按百年一遇設計，其中井口需按三百年一遇校核，重要的變電所也按三百年一遇校核。本工程按設計重現期P=100年計算，P=300年驗算。

場地西北及東北部均為較高的山丘，且有最高20 m左右的挖方，植被覆蓋不良，降水極易形成洪流迅速排泄，造成災害。為保證場地安全，在場地外圍西側、北側及東側部分地段設置排水溝，排水溝設防標準P=15，最終將雨水引至場地東南側深溝中。

本工程廠區內暴雨強度參照榆林地區暴雨強度計算，公式如下：

(1)

暴雨強度重現期按P=2年設計。排洪、排雨水溝總斷面計算，廠區外排洪溝總洪峰設計流量Q1=1.9 m3/s，廠區內雨水設計流量Q2=2.9 m3/s，總排雨水溝設計流量Q=4.8 m3/s，排洪溝超高保護設為0.4 m，故總排洪溝尺寸為B·H=1.5 m×1.6 m，坡度為5‰時，排水能力5.04 m3/s(>4.80 m3/s)，場地不受洪水威脅。總排水管采用鋼筋混凝土排水管，直徑1.5 m，坡度為5‰，Q=4.997 m3/s(>4.80 m3/s)，滿足排水要求。

4 工業場地管線布置

為方便施工，管線敷設從道路至建筑物基礎按下列順序排列：即排水管道、給水管道、熱力管道及電力電纜。除熱力及電纜管線采用管溝外，其他管線敷設方式均采用直埋，滿足覆土厚度及凍土層位要求。管線綜合布置中發生矛盾時，一般按下列原則處理：臨時性的讓永久的，有壓的讓自流的，可彎曲的避讓不可彎曲的或難彎曲的，管徑小的讓管徑大的，施工工程量小的讓施工工程量大的[5]。

工業場地內主要管線有給水、排水管、灑水管、電纜溝、電力電信管、熱力管溝、排水溝等管溝，場地凍土深度為1.50 m，管線主要沿道路布置，采用地溝和直埋兩種敷設方式。本次設計主要布置的管網有：供熱管線、給水管線、排水管線、電力電纜、照明電纜及通信電纜等。供熱管線、生活消防水、生產新水均沿各主干道路一側直埋敷設，并根據需要接入各建構筑物；生活、生產排水沿各道路中心線直埋方式敷設，各建構筑物的排水均就近接入主排水管網。電力電纜采用電纜溝和直埋方式敷設。通訊電纜盡量沿電力電纜路由敷設，敷設方式與電力電纜相同。

5 工業場地綠化

工業場地的綠化在一定程度上體現著礦井的面貌和形象，結合工業場地的建筑平面布局，廠前區綠化設計選擇種植色彩絢麗的丁香、榆葉梅等觀賞價值較高、耐修剪的常綠樹木。對于聯建樓井口廣場，景觀設計采用布置小游園，修葺小徑，布置園林小品，使場前區具有濃厚的綠化氛圍和優美的環境，呈現出春有鮮花夏有蔭，秋有果實冬有綠的生態景觀[6]。

對于輔助生產區周圍的綠化，合理利用周邊的空地，種植高大的灌木和落葉喬木，濃蔭蔽日，環境幽靜，也便于消除疲勞，凈化空氣，增加空氣的濕度，減少塵土飛揚，使工作環境優美，空氣清新。在道路兩側設計種植高大的國槐、新疆楊等稠密的喬木，構成行列式的林蔭道，有遮陽效果。

6 結語

科學合理的工業場地總圖布置能使整個生產系統流暢、高效地運行，為企業獲得較好的經濟效益創造基礎條件。在滿足工藝要求、節約用地、環境保護的前提下，減少工業場地建設工程量是工業場地總平面布置的基本原則[6]。如何把這些基本原則貫徹到具體的設計之中，則需要設計者勤于思考，科學規劃，合理布置，將專業技能和實踐經驗結合起來，通過多方案比選后得出最合理的設計方案。筆者積累多年在神東礦區的總圖設計經驗，并結合補連塔煤礦新副斜井工業場地自然環境、生產工藝及外部條件，在補連塔煤礦新副斜井工業場地總圖設計中，采取了優化場地平整、聯合布置建筑、局部優化邊坡防護設計、綠化美化場區環境等設計思路，探索出了特大型礦井工業場地總平面布置的新的設計思路和方法，希望對類似工程設計能起到一定借鑒作用。