礦井工業(yè)場地總平面布置中的防洪設計
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摘要：本文通過對陽煤集團西上莊礦井工業(yè)場地總平面設計的介紹，針對礦井工業(yè)場地選址侵占部分河道的情況，系統闡述了場地總平面布置、豎向布置與防洪排澇三者之間的關系，分析并總結了礦井工業(yè)場地中防洪的重要性。對類似情況的礦井工業(yè)場地設計工作具有一定的借鑒作用。
關鍵詞：總平面布置；防洪排澇；豎向布置
1項目簡介
1.1項目概況
陽煤集團西上莊礦井工業(yè)場地選址位于陽泉市郊區(qū)辛興鄉(xiāng)西上莊村北部山坡上，東北距陽泉市約15km。礦井設計生產能力為5.0Mt/a，工業(yè)場地北鄰胡溝，東鄰進礦道路及桑掌溝，南鄰西上莊電廠。
1.2地形、地質及水文
礦井工業(yè)場地所在地為山前淺山和丘陵地區(qū)，除西北部溝谷中基巖裸露，其余地表森林茂密，荊棘叢生?？偟牡貏菔俏鞲邧|低，南高北低。本區(qū)屬海河流域，滹沱河水系，其支流桃河由西向東流經井田的最北端。桃河的支流桑掌河（上游稱后峪河）由南向北從工業(yè)場地東部通過。
2工業(yè)場地總平面設計
2.1本項目工業(yè)場地總平面設計特點
工業(yè)場地東側侵占桑掌溝河道，需改移河道并預留足夠的過水能力。同時工業(yè)場地為山前淺山和丘陵地貌，西南高東北低，自然地形起伏較大，自然地形標高為+896.12~+993.00m，東西向平均坡度為17%，南北向相對平緩。因此，工業(yè)場地豎向布置采用臺階式布置。綜上所述，本項目工業(yè)場地總平面布置需與豎向設計緊密配合，不僅要使功能相近、聯系密切的建構筑物盡量布置在一個臺階內，同時充分利用地形高差減少棧橋長度，而且要充分考慮工業(yè)場地侵占桑掌溝后的設計洪水位標高，以及計算改移河道的洪水通過能力。
2.2工業(yè)場地總平面布置
按照生產功能及建筑設施的不同用途，礦井工業(yè)場地布置分為五個區(qū)，即主要生產區(qū)、輔助生產區(qū)、場前區(qū)、單身區(qū)、風井及附屬設施區(qū)。
2.2.1主要生產區(qū)
主要生產區(qū)布置在工業(yè)場地的北部，根據煤流的走向，由西向東、從高到低依次布置原煤儲存、洗選加工、產品區(qū)。洗選加工布置在原煤倉東面，主要有壓濾車間、準備車間、主廠房、濃縮車間、介質庫、化驗集控樓。產品區(qū)單獨布置在工業(yè)場地東北部桑掌溝東側的坡地處，主要有塊煤、末煤裝車倉、地磅房等，產品煤通過棧橋至鐵路裝車站，產品區(qū)設東北門一個，負責產品煤車輛進出。
2.2.2輔助生產區(qū)
輔助生產區(qū)布置在工業(yè)場地的中部，與副井井口聯系密切的建構筑物集中布置在井口附近，其余設施則根據其服務對象和場地情況進行布置。礦井修理車間、電機車充電間、露天堆場、綜采設備中轉庫、無軌膠輪車維修保養(yǎng)間、配件庫、消防材料庫及巖粉庫、副立井提升機房、井下消防灑水池、矸石翻車機房、選煤廠矸石倉、空壓機站、油脂庫等布置在井口附近，便于井上下聯系。平面采用聯合和集中布置，節(jié)約用地。器材庫（棚）、加油站布置在貨流出入口的南、北兩側，運輸方便。110kV變電站、主井提升機房、井下排水處理站、燃氣鍋爐房、制氮站、粉煤灰灌漿制漿站及堆場布置在主井井口周圍，同時靠近風井井筒，便于瓦斯、氮氣、灌漿管路敷設。日用消防水池及泵房位于場地的東北角，便于場外輸水管路的銜接；污水處理站布置在廠區(qū)東北部低洼處；高位水池位于主井井口房西南側護坡上部，充分利用地形高差。
2.2.3場前區(qū)
場前區(qū)布置在工業(yè)場地的東部，靠近人流出入口。主要有聯合建筑、行政辦公樓、食堂、地下停車庫，根據地形，聯合建筑分為坡上、坡下兩部分，通過人行走廊連接，入口廣場設停車場地、綠地和噴泉。
2.2.4單身區(qū)
單身區(qū)布置在整個工業(yè)場地的東南角，通過食堂與場前區(qū)相隔
2.2.5風井及附屬設施區(qū)
風井及附屬設施區(qū)位于工業(yè)場地的西部。該區(qū)以中央回風立井和通風機房為主，布置瓦斯抽采場地和預留的瓦斯發(fā)電廠。
2.3工業(yè)場地豎向布置及臺階劃分
工業(yè)場地豎向布置采用臺階式布置。主要劃分為六個臺階，由低到高分述如下：第一臺階：為整個工業(yè)場地的最低處，主要布置裝車倉、停車場地和木材加工房，標高+904.00~+905.00m。第二臺階：位于進礦道路的西側，主要布置單身區(qū)、場前區(qū)、器材庫（棚）、污水處理站、加油站等設施，標高+913.20~+919.00m。第三臺階：位于工業(yè)場地的中北部，主要布置選煤廠的洗選加工部分，標高+918.50~+923.00m，與第二臺階的高差為4m。第四臺階：位于工業(yè)場地的中部，主要布置副井井口、露天堆場、綜采設備庫、矸石系統和窄軌系統，標高+929.00~+930.00m，與第二、三臺階的高差分別為14m和10m。第五臺階：位于工業(yè)場地的西北角，主要布置原煤儲存、煤泥晾干場，標高+936.00m~+943.00m，與第三臺階的高差為15m。第六臺階：位于工業(yè)場地的西部，主要布置主井井口、110kV變電站、井下排水處理站、風井及附屬設施，標高+949.00~+951.00m，與第四、五臺階的高差分別為20m和13m。相鄰臺階之間采用自然放坡和局部設置擋墻的連接方式，各臺階之間均有道路通行。為了安全，在有人員活動的高邊坡、擋墻頂部設置護欄。
3防洪排澇設計
3.1洪水現狀
西上莊礦井工業(yè)場地東鄰桑掌溝，北鄰胡溝。桑掌溝（上游稱后峪河）為桃河的一條小支流，由南向北從工業(yè)場地東部通過，廠區(qū)范圍以上匯水面積為18.2km2，河道全長6.95km，流量為0.0014m3/s~0.143m3/s。雨季水量較大，旱季水量較小或干涸，雨后水量猛增，常導致山洪爆發(fā)。胡溝為桑掌溝的支溝，匯水面積為18.2km2。地表逕流雨季以洪水為主。
3.2防洪設計標準
防洪設計標準應符合現行《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》規(guī)定的防洪標準，井口及工業(yè)場地需按1/100頻率設計，井口按1/300頻率校核。
3.3防洪排澇措施
工業(yè)場地西高東低，南高北低，自然地形標高為+896.12~+993.00m。桑掌溝、胡溝的洪水對工業(yè)場地構成威脅。經計算，對桑掌溝及胡溝進行過水能力計算，并確定了桑掌溝和胡溝的過水工程斷面：桑掌溝：Q1/100=412.5m3/s，Q1/300=451.3m3/s，漿砌片石堤壩矩形河槽斷面BxH=18m×4.5m，水深h1/300=2.27m，堤頂標高為+918.821~+898.740m；胡溝：Q1/100=56.8m3/s，Q1/300=70.2m3/s，漿砌片石堤壩矩形河槽斷面BxH=3m×2.5m，水深h1/300=1.26m，堤頂標高為+942.804~+908.706m。桑掌溝兩側場地設計標高為+919.400~+904.00m，胡溝南側場地設計標高為+943.00~+913.23m，均高于相應河槽堤頂標高。井口標高均高于相應河槽堤頂標高，滿足礦井防洪要求。
4結語
陽煤集團西上莊礦井工業(yè)場地選址侵占了部分桃河支流——桑掌河河道，且廠址所處地形十分復雜，東西向自然地形的平均坡度達到17%，礦井工業(yè)場地需按臺階式布置。工業(yè)場地的總平面布置、豎向布置和防洪排澇三者之間相互影響，需在設計過程中統一協調，最終使總平面設計分區(qū)明確、工藝流暢、布局合理，希望本文的設計思路對近似工程設計能起到一定的借鑒作用。
參考文獻：
[1]GB50215—2015.煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范[S].[2]GB50187—2012.工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范[S].
作者：宇翔 單位：中國煤炭科工集團北京華宇工程有限公司