王亮
山西约翰芬雷设计工程有限公司陕西分公司，陕西 西安 710068
摘要：煤矿工程设计过程中，总图专业扮演着非常重要的角色。煤矿工业场地通常位于地形复杂的山区地带，总图设计需要合理利用自然地形，确定平面布置形式，确定竖向布置形式，以满足生产生活等需求。本文以某煤矿为例，根据煤矿自然条件及自身情况，阐述总图设计过程，以供类似煤矿工程设计参考及探讨。
关键词：煤矿；工业场地；总图设计
前言
我国的煤炭资源大多深埋于地下，煤矿需要采用井工的方式进行开采，所以煤矿工业场地的选择需要配合井下开采的形式，以井筒为连接，而工业场地所处的地形条件往往就比较复杂，这就需要总图专业根据自然地形的特点和工业场地生产工艺、交通运输的技术要求，合理的进行平面布置设计，使工业场地内工艺流程顺畅、场内交通便利、功能分区明确、场内环境优美。当然，在做到这些的同时，还需进行竖向布置设计，使工业场地不受洪涝灾害的威胁，使场地内雨水顺利排出场外，尽量减少填挖方工程量及场内支护工程量，节约成本，以期达到最优的总图设计方案。
1 项目概况
本项目井田地处毛乌素沙漠东南缘与陕北黄土高原接壤地带，地表全部被第四纪松散沉积物覆盖。井田内地形起伏相对较大，西北部和中部为黄土梁峁区，地势较高，海拔标高在+1180～+1220m之间；东南部为沙漠低丘及河谷阶地区，地势较平坦，海拔标高在+1160～+1180m之间。井田最高点位于井田北部的黑家梁，高程+1284.8m；最低点位于井田南部，高程+1146.0m，相对高差约138.8m。井田内水系不发育，无地表水流经。
2 总平面布置
本项目矿井设计生产能力为1.20Mt/a，属于大型矿井。工业场地位于井田中部ZK1942钻孔附近，自然地形标高为+1178～+1212m，场地内设置有主斜井、副斜井及回风立井，按照生产功能的不同，场地划分为四个区，分别为行政福利区、辅助生产区、主要生产区、其他设施区。
2.1 行政福利区
行政福利区位于工业场地南部西侧，处于有利风向及位置，不受场内粉尘及噪音污染。区内主要布置有办公楼、职工食堂、职工宿舍、汽车库等。宿舍及食堂前面区域设置有健身器材及运动场地，用于职工的休闲娱乐。办公楼前设置文化广场，简约大气，两侧设置有绿化小品，美化广场环境，使人身心愉悦。区内道路对称规整，方便快捷，通过一条主大道直接通往场外，不受其他车辆影响。
2.2 辅助生产区
辅助生产区位于工业场地中部，副井井口处布置有浴室灯房任务交待室，与副井井口房联建，便于人员下井。副井井口前部辅助生产区中心区域布置有硬化场地，场地平坦，排水顺畅，满足通行车辆、装卸堆放设备及材料等需求，围绕这块场地分别布置有无轨胶轮车库、综采设备中转库、消防材料库、材料库、材料棚、油脂库、机修车间等，方便设备及材料等的运输。同时在本区域布置有矿山救护中队、模拟训练设施场地、体能训练场地等。
2.3 主要生产区
主要生产区位于工业场地北部，以主斜井为起点，主要布置有主斜井驱动机房、原煤储煤场、原煤准备车间、主厂房、矸石仓、产品煤仓、浓缩车间及连接各个生产系统的胶带栈桥等。厂区布置时首先满足选煤工艺的要求，使其煤流顺畅，结合运煤公路出口位置，设计原煤自主斜井出地面后向东进入原煤储煤场缓冲，然后转向南进入原煤准备车间进行筛分破碎，筛分破碎后的原煤向西进入主厂房进行洗选加工，洗选后的精煤和矸石经胶带运输向南进入矸石仓和产品仓，矸石经汽车运输至场外临时排矸场，精煤则经汽车装车外运。
2.4 其他设施区
回风立井及通风机房布置在工业场地东南角，使其产生的废气及噪音污染不会影响场内其他区域，黄泥灌浆站布置在风井区域，方便灌浆管路下井；35kV变电所布置在风井西侧场地边缘处，方便供电线路连接，不穿越场地；日用消防水池泵房布置在35kV变电所北侧，靠近水源，方便取水；井下水处理车间及空压机站靠近主斜井布置，方便管路从主斜井下井；综合污水处理站布置在场地东侧地势较低处，方便污水自流排入；锅炉房布置在产品仓西侧，远离人群，减少污染，靠近热负荷中心，节约管路，同时方便燃煤供应。
3 竖向设计及防洪防涝
3.1 竖向设计
工业场地所处地带西高东低，北高南低，自然地形起伏平缓，自然地形标高在+1178m～+1212m之间，最大高差为34m，自然地形坡度为5.5%。根据地形地貌特点及总平面布置方案，结合生产工艺技术要求，场地采用台阶式布置形式，将场地分成两个台阶，上台阶位于厂区西侧，台阶宽度120m；下台阶位于厂区东侧，台阶宽度290m。上、下台阶高差约8m，采用自然放坡加挡墙的方式分隔，两侧布置有闭合环形道路连接上、下台阶，满足车辆通行及消防需求。两台阶均依自然地形，以西北高东南低为平场方向的单坡向连续平场，平常坡度均为0.5%，上台阶设计标高控制在1194.00m~1197.00m，下台阶设计标高控制在1183.0m~1188.40m，场地挖方33.09万m3，填方31.91万m3。场地平整时以挖做填，其中井巷掘进废渣可作为场地填土。工业场地最大挖方高度为16.24m，最大填方深度为9.83m，场地围墙外边坡采用M10浆砌片石砌筑，挖方边坡坡比为1：1.0，填方边坡坡比为1：1.5。
3.1 防洪排涝
本项目井田内波状沙丘广布，地形起伏平缓，地表径流常年干枯无水，仅雨季有短暂汇流出现，地表水排泄条件较好，多为平缓的小型沟渠，无较大的汇流河沟，且年降雨量远小于年蒸发量。工业场地南侧约2.4km处为头道河，主斜井井口标高+1188.2m，副斜井井口标高+1187.4m，回风立井井口标高+1195.0m，场地平场标高+1183m～+1197m。头道河100年一遇洪水位在本井田段约为+1166.0m~1146.0m，且100一遇的洪水位从未突破头道河河堤。工业场地及井口标高高于头道河100年一遇洪水位约16.2m，故工业场地及井口不受河流洪水威胁，满足规范防洪要求。
工业场地地表径流主要为大气降水，总体流向为自西北流向东南河谷，场地排涝设计应顺应地形、地势，以利地表雨水排放，采用自然散流和道路雨水沟相结合的方式，雨水汇至道路后，由道路雨水沟统一排至场外。工业场地挖方地段在坡顶设置截洪沟，拦截场地外地表径流，防止其进入工业场地，并利用沟渠将雨水排至场外自然沟槽，以确保工业场地及井口安全。
结束语
综上所述，总图设计在煤矿工程设计中是一个涉及多专业的学科，它需要将采矿、结构、给排水、供配电、选煤工艺等各个专业所提供的资料，结合工业场地地形地质条件及外部交通、电源、水源等条件，严格遵守规范及法律法规，从实际出发，因势利导，合理的运用到总图设计之中，以期建成一座生产运行良好，物流运输顺畅，平面布局合理，景观规划优美的现代化大型煤矿。
参考文献
[1]中国煤炭建设协会。煤炭工业矿井设计规范[M]。中国计划出版社。
[2]中国煤炭建设协会。煤炭企业总图运输设计标准[M]。中国计划出版社。