补连塔煤矿新副斜井工业场地总图规划设计

任 永 强

(鄂尔多斯市神东工程设计有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

1 工业场地概况

补连塔煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗之东南，东胜煤田中南部，始建于1986年，隶属于国家能源集团。设计生产能力为0.6 Mt/年，随着矿井系统逐年改造，产量逐年提升，截至2014年矿井核定能力已达25.0 Mt/年，是目前世界上生产能力最大的井工矿井。现有基础设施不能满足生产需要，且人员、车辆拥挤，给安全管理造成较大压力，鉴于此，需新建补连塔煤矿新副井工业场地及相应的配套设施，以满足矿井产能提升的要求。新建副斜井场地位于现有补连塔煤矿工业广场的西部，直线距离约5 km，该场地的东侧为李家村农家院和南风井工业广场，北侧为伊乌公路(X626)。西北侧紧邻现状220 kV变电站。规划范围内为丘陵沟谷地貌，总体地势为北高南低，南北最大高差约60 m。自然地面最大坡度达15%左右，平均坡度为8%左右。基地内有一条宽约100 m，深约15 m的深沟从西北至东南方向贯穿场地。

2 工业场地总平面布置

2.1 总平面布置原则

矿井总平面布置原则[1]：

1)以人为本,按煤矿长远的发展综合考虑，为煤矿职工提供安全,舒适,整洁的工作生活环境。

2)满足工艺布置和交通运输合理的前提下，实现功能分区明确，贯彻节能节地的方针，场地布置紧凑，功能相近的建构筑物尽可能采用联合布置的方式，以节约用地，减少压煤。

3)实现人流及物流分流,将相互干扰减小到最低。提高绿化率，注重景观建设。通过绿化带分隔及采用新技术等手段减少生产区对环境的污染。

4)联建楼等单项工程设计考虑人员走动距离最短；物流系统设计考虑使物料搬运的成本最低，避免相互交叉和折返运输，生产效率最高。

5)因地制宜，布置适当的绿化设施，改善厂区生态环境及气候条件，构建绿色安全高效的现代化矿井。

2.2 总平面功能分区

工业场地总征地面积(包括后期预留发展用地、进场道路、护坡及截排水沟等)33.69 hm2，场区用地面积22.14 hm2，规划生活区用地5.5 hm2。结合补连塔新副斜井工业场地地形地貌及外部运输、井下开拓、供电、地区风向及环境等条件，工业场地总平面布置经过多方案筛选，统一规划，分期实施的原则进行布置，按功能由北向南、自西向东划分为规划生活区、场区行政办公及生活服务区、库房及材料设备堆场区、公用设施区、龙门吊场地及大件设备堆放区共计五大分区[2]，如图1所示。

规划生活区位于整个工业场地的北部一平台，该区作为项目规划生活区，占地面积5.5 hm2。

行政办公及生活服务区位于场区中部偏西侧，辅运平硐井口南侧，初期布置灯房浴室及任务交待联合建筑、食堂、外委队设施场地；在灯房浴室及任务交待联合建筑东北侧预留后期生产管理综合楼、职工宿舍等行政办公生活设施用地。该区靠近人流出入口，为矿井生产指挥，人员集散地，在创造美观建筑立面基础上，配以广场、花卉、草坪、树木，形成环境优美的场所。

库房及材料设备堆放区布置在工业场地中部辅运平硐井口东侧位置，辅运平硐井口北侧布置井口广场硬化场地，井口东侧，预留场前区南侧自西向东、由北向南布置10 kV变电所、区队材料库、胶轮车库、器材库、材料中转场地，器材库中设置了地面消防材料库；该区和场区行政办公及生活服务区、公用设施区共同构成整个工业场地的核心区，均布置在场地中部区域；分区内建构筑物布置紧凑、合理，分区间人流、物流交通联系方便。

公用设施区位于场地中南部，10 kV变电所布置在预留场前区南侧、灯房联合建筑东侧，生活消防水泵站、日用消防水池布置在库房及材料设备堆放区南侧，外委队设施区东侧，锅炉房布置在外委队设施南侧，TBM始发洞口西侧。本区靠近场区主要用水、用电、供暖负荷中心，外部电源接入场区方便；区内建构筑物布置紧凑、合理，与场区其他建构筑物及设施距离满足规程规范要求。

龙门吊场地及大件设备堆放区位于场地南部，自西向东布置井口空气加热室、材料中转场地、支架堆放场地、龙门吊场地、管路及皮带件处理场地、风筒清洗晾晒场地等。该区是场区大件材料、设备地面主要堆放场地，靠近井口布置，方便材料设备上下井，上下井运输距离短。

2.3 总平面布置特点

随着工业场地建设理念的不断创新发展，工业场地内功能相近、联系密切的建筑单体合并布置为一个整体建筑，成为联合建筑，如浴室、灯房、入井安检、地面急救站、任务交代联合建筑。这种布置方法科学合理，具有明显的优越性。从用地方面比较，联合建筑有利于缩减场地内的建筑项目，使工业场地布置更加紧凑，减少占地面积，节约用地。充分贯彻了节能节地的大政方针。从工程建设投资方面比较，由于联合建筑占地面积小，相应的土方量、管线工程均减少，有利于节约投资。从厂区布置来看，联合建筑与分散的单体建筑相比较，布置简洁高效、井然有序。从厂区建设景观来看，高大的联合建筑有利于改善工业场地落后的面貌。

3 工业场地竖向设计

3.1 竖向布置方案比选

规划范围内为丘陵沟谷地貌，地势北高南低，南北最大高差约60 m。自然地面最大坡度达15%左右，平均坡度为8%左右。场地内有一条宽约100 m，深约15 m的深沟从西北至东南方向贯穿场地。设计中采用两种方案进行对比：方案一：以辅运平硐井口处标高1 251.50为控制高程，将整个厂区按平坡式布置，由北向南坡度0.8%，由西向东坡度0.5%；方案二：台阶式布置，将整个厂区按功能分区划分为三个台地，规划生活区为上台地，控制标高1 269.00，自北向南坡度为0.8%，自西向东坡度0.8%；将场区行政办公及生活服务区、库房及材料设备堆放区、公用设施区等三个功能区布置在中台地，控制标高1 267.0；自北向南坡度为0.5%，自西向东坡度0.3%；将辅运平硐井口大件材料及设备堆放区布置在下台地，以辅运平硐井口处标高1 251.50为控制高程，自北向南坡度为0.5%，自西向东坡度0.5%。两台地间设置挡墙或护坡连接。通过计算，两方案的土石方量及厂区主要边坡防护、排水设施工程量见表1。

表1 竖向设计方案主要工程量经济比较表

分析比较，方案一中厂区北侧规划生活区的地面标高为1 255.70，与场外道路小大线路面标高相差29.70 m,不便于入场道路的接入，且进场道路路肩需新建大量挡墙设施。综合经济性及布置合理性两方面考虑，场地竖向设计选用三平台台阶式布置。

3.2 场地防排洪设计

根据《煤矿工业矿井设计规范》要求，工业场地及井口的防洪标准按百年一遇设计，其中井口需按三百年一遇校核，重要的变电所也按三百年一遇校核。本工程按设计重现期P=100年计算，P=300年验算。

场地西北及东北部均为较高的山丘，且有最高20 m左右的挖方，植被覆盖不良，降水极易形成洪流迅速排泄，造成灾害。为保证场地安全，在场地外围西侧、北侧及东侧部分地段设置排水沟，排水沟设防标准P=15，最终将雨水引至场地东南侧深沟中。

本工程厂区内暴雨强度参照榆林地区暴雨强度计算，公式如下：

(1)

暴雨强度重现期按P=2年设计。排洪、排雨水沟总断面计算，厂区外排洪沟总洪峰设计流量Q1=1.9 m3/s，厂区内雨水设计流量Q2=2.9 m3/s，总排雨水沟设计流量Q=4.8 m3/s，排洪沟超高保护设为0.4 m，故总排洪沟尺寸为B·H=1.5 m×1.6 m，坡度为5‰时，排水能力5.04 m3/s(>4.80 m3/s)，场地不受洪水威胁。总排水管采用钢筋混凝土排水管，直径1.5 m，坡度为5‰，Q=4.997 m3/s(>4.80 m3/s)，满足排水要求。

4 工业场地管线布置

为方便施工，管线敷设从道路至建筑物基础按下列顺序排列：即排水管道、给水管道、热力管道及电力电缆。除热力及电缆管线采用管沟外，其他管线敷设方式均采用直埋，满足覆土厚度及冻土层位要求。管线综合布置中发生矛盾时，一般按下列原则处理：临时性的让永久的，有压的让自流的，可弯曲的避让不可弯曲的或难弯曲的，管径小的让管径大的，施工工程量小的让施工工程量大的[5]。

工业场地内主要管线有给水、排水管、洒水管、电缆沟、电力电信管、热力管沟、排水沟等管沟，场地冻土深度为1.50 m，管线主要沿道路布置，采用地沟和直埋两种敷设方式。本次设计主要布置的管网有：供热管线、给水管线、排水管线、电力电缆、照明电缆及通信电缆等。供热管线、生活消防水、生产新水均沿各主干道路一侧直埋敷设，并根据需要接入各建构筑物；生活、生产排水沿各道路中心线直埋方式敷设，各建构筑物的排水均就近接入主排水管网。电力电缆采用电缆沟和直埋方式敷设。通讯电缆尽量沿电力电缆路由敷设，敷设方式与电力电缆相同。

5 工业场地绿化

工业场地的绿化在一定程度上体现着矿井的面貌和形象，结合工业场地的建筑平面布局，厂前区绿化设计选择种植色彩绚丽的丁香、榆叶梅等观赏价值较高、耐修剪的常绿树木。对于联建楼井口广场，景观设计采用布置小游园，修葺小径，布置园林小品，使场前区具有浓厚的绿化氛围和优美的环境，呈现出春有鲜花夏有荫，秋有果实冬有绿的生态景观[6]。

对于辅助生产区周围的绿化，合理利用周边的空地，种植高大的灌木和落叶乔木，浓荫蔽日，环境幽静，也便于消除疲劳，净化空气，增加空气的湿度，减少尘土飞扬，使工作环境优美，空气清新。在道路两侧设计种植高大的国槐、新疆杨等稠密的乔木，构成行列式的林荫道，有遮阳效果。

6 结语

科学合理的工业场地总图布置能使整个生产系统流畅、高效地运行，为企业获得较好的经济效益创造基础条件。在满足工艺要求、节约用地、环境保护的前提下，减少工业场地建设工程量是工业场地总平面布置的基本原则[6]。如何把这些基本原则贯彻到具体的设计之中，则需要设计者勤于思考，科学规划，合理布置，将专业技能和实践经验结合起来，通过多方案比选后得出最合理的设计方案。笔者积累多年在神东矿区的总图设计经验，并结合补连塔煤矿新副斜井工业场地自然环境、生产工艺及外部条件，在补连塔煤矿新副斜井工业场地总图设计中，采取了优化场地平整、联合布置建筑、局部优化边坡防护设计、绿化美化场区环境等设计思路，探索出了特大型矿井工业场地总平面布置的新的设计思路和方法，希望对类似工程设计能起到一定借鉴作用。