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矿井工业场地总平面布置中的防洪设计

摘要:本文通过对阳煤集团西上庄矿井工业场地总平面设计的介绍,针对矿井工业场地选址侵占部分河道的情况,系统阐述了场地总平面布置、竖向布置与防洪排涝三者之间的关系,分析并总结了矿井工业场地中防洪的重要性。对类似情况的矿井工业场地设计工作具有一定的借鉴作用。

关键词:总平面布置;防洪排涝;竖向布置

1项目简介

1.1项目概况

阳煤集团西上庄矿井工业场地选址位于阳泉市郊区辛兴乡西上庄村北部山坡上,东北距阳泉市约15km。矿井设计生产能力为5.0Mt/a,工业场地北邻胡沟,东邻进矿道路及桑掌沟,南邻西上庄电厂。

1.2地形、地质及水文

矿井工业场地所在地为山前浅山和丘陵地区,除西北部沟谷中基岩裸露,其余地表森林茂密,荆棘丛生。总的地势是西高东低,南高北低。本区属海河流域,滹沱河水系,其支流桃河由西向东流经井田的最北端。桃河的支流桑掌河(上游称后峪河)由南向北从工业场地东部通过。

2工业场地总平面设计

2.1本项目工业场地总平面设计特点

工业场地东侧侵占桑掌沟河道,需改移河道并预留足够的过水能力。同时工业场地为山前浅山和丘陵地貌,西南高东北低,自然地形起伏较大,自然地形标高为+896.12~+993.00m,东西向平均坡度为17%,南北向相对平缓。因此,工业场地竖向布置采用台阶式布置。综上所述,本项目工业场地总平面布置需与竖向设计紧密配合,不仅要使功能相近、联系密切的建构筑物尽量布置在一个台阶内,同时充分利用地形高差减少栈桥长度,而且要充分考虑工业场地侵占桑掌沟后的设计洪水位标高,以及计算改移河道的洪水通过能力。

2.2工业场地总平面布置

按照生产功能及建筑设施的不同用途,矿井工业场地布置分为五个区,即主要生产区、辅助生产区、场前区、单身区、风井及附属设施区。

2.2.1主要生产区

主要生产区布置在工业场地的北部,根据煤流的走向,由西向东、从高到低依次布置原煤储存、洗选加工、产品区。洗选加工布置在原煤仓东面,主要有压滤车间、准备车间、主厂房、浓缩车间、介质库、化验集控楼。产品区单独布置在工业场地东北部桑掌沟东侧的坡地处,主要有块煤、末煤装车仓、地磅房等,产品煤通过栈桥至铁路装车站,产品区设东北门一个,负责产品煤车辆进出。

2.2.2辅助生产区

辅助生产区布置在工业场地的中部,与副井井口联系密切的建构筑物集中布置在井口附近,其余设施则根据其服务对象和场地情况进行布置。矿井修理车间、电机车充电间、露天堆场、综采设备中转库、无轨胶轮车维修保养间、配件库、消防材料库及岩粉库、副立井提升机房、井下消防洒水池、矸石翻车机房、选煤厂矸石仓、空压机站、油脂库等布置在井口附近,便于井上下联系。平面采用联合和集中布置,节约用地。器材库(棚)、加油站布置在货流出入口的南、北两侧,运输方便。110kV变电站、主井提升机房、井下排水处理站、燃气锅炉房、制氮站、粉煤灰灌浆制浆站及堆场布置在主井井口周围,同时靠近风井井筒,便于瓦斯、氮气、灌浆管路敷设。日用消防水池及泵房位于场地的东北角,便于场外输水管路的衔接;污水处理站布置在厂区东北部低洼处;高位水池位于主井井口房西南侧护坡上部,充分利用地形高差。

2.2.3场前区

场前区布置在工业场地的东部,靠近人流出入口。主要有联合建筑、行政办公楼、食堂、地下停车库,根据地形,联合建筑分为坡上、坡下两部分,通过人行走廊连接,入口广场设停车场地、绿地和喷泉。

2.2.4单身区

单身区布置在整个工业场地的东南角,通过食堂与场前区相隔

2.2.5风井及附属设施区

风井及附属设施区位于工业场地的西部。该区以中央回风立井和通风机房为主,布置瓦斯抽采场地和预留的瓦斯发电厂。

2.3工业场地竖向布置及台阶划分

工业场地竖向布置采用台阶式布置。主要划分为六个台阶,由低到高分述如下:第一台阶:为整个工业场地的最低处,主要布置装车仓、停车场地和木材加工房,标高+904.00~+905.00m。第二台阶:位于进矿道路的西侧,主要布置单身区、场前区、器材库(棚)、污水处理站、加油站等设施,标高+913.20~+919.00m。第三台阶:位于工业场地的中北部,主要布置选煤厂的洗选加工部分,标高+918.50~+923.00m,与第二台阶的高差为4m。第四台阶:位于工业场地的中部,主要布置副井井口、露天堆场、综采设备库、矸石系统和窄轨系统,标高+929.00~+930.00m,与第二、三台阶的高差分别为14m和10m。第五台阶:位于工业场地的西北角,主要布置原煤储存、煤泥晾干场,标高+936.00m~+943.00m,与第三台阶的高差为15m。第六台阶:位于工业场地的西部,主要布置主井井口、110kV变电站、井下排水处理站、风井及附属设施,标高+949.00~+951.00m,与第四、五台阶的高差分别为20m和13m。相邻台阶之间采用自然放坡和局部设置挡墙的连接方式,各台阶之间均有道路通行。为了安全,在有人员活动的高边坡、挡墙顶部设置护栏。

3防洪排涝设计

3.1洪水现状

西上庄矿井工业场地东邻桑掌沟,北邻胡沟。桑掌沟(上游称后峪河)为桃河的一条小支流,由南向北从工业场地东部通过,厂区范围以上汇水面积为18.2km2,河道全长6.95km,流量为0.0014m3/s~0.143m3/s。雨季水量较大,旱季水量较小或干涸,雨后水量猛增,常导致山洪爆发。胡沟为桑掌沟的支沟,汇水面积为18.2km2。地表迳流雨季以洪水为主。

3.2防洪设计标准

防洪设计标准应符合现行《煤炭工业矿井设计规范》规定的防洪标准,井口及工业场地需按1/100频率设计,井口按1/300频率校核。

3.3防洪排涝措施

工业场地西高东低,南高北低,自然地形标高为+896.12~+993.00m。桑掌沟、胡沟的洪水对工业场地构成威胁。经计算,对桑掌沟及胡沟进行过水能力计算,并确定了桑掌沟和胡沟的过水工程断面:桑掌沟:Q1/100=412.5m3/s,Q1/300=451.3m3/s,浆砌片石堤坝矩形河槽断面BxH=18m×4.5m,水深h1/300=2.27m,堤顶标高为+918.821~+898.740m;胡沟:Q1/100=56.8m3/s,Q1/300=70.2m3/s,浆砌片石堤坝矩形河槽断面BxH=3m×2.5m,水深h1/300=1.26m,堤顶标高为+942.804~+908.706m。桑掌沟两侧场地设计标高为+919.400~+904.00m,胡沟南侧场地设计标高为+943.00~+913.23m,均高于相应河槽堤顶标高。井口标高均高于相应河槽堤顶标高,满足矿井防洪要求。

4结语

阳煤集团西上庄矿井工业场地选址侵占了部分桃河支流——桑掌河河道,且厂址所处地形十分复杂,东西向自然地形的平均坡度达到17%,矿井工业场地需按台阶式布置。工业场地的总平面布置、竖向布置和防洪排涝三者之间相互影响,需在设计过程中统一协调,最终使总平面设计分区明确、工艺流畅、布局合理,希望本文的设计思路对近似工程设计能起到一定的借鉴作用。

参考文献:

[1]GB50215—2015.煤炭工业矿井设计规范[S].[2]GB50187—2012.工业企业总平面设计规范[S].

作者:宇翔 单位:中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司

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