煤矿场址选择在总图设计中的重要性

煤矿场址选择在总图设计中的重要性

沈明昆

内蒙古煤炭科学研究院有限责任公司 内蒙古呼和浩特市010010

摘要：近年来，为了适应煤炭资源开发的需求，我们对很多老矿区都进行了重新规划布局，力求使煤炭资源得到更加合理的开发利用。总图设计涉及面广，需要设计人员有丰富的专业知识。因此，做好煤矿总图设计，除了要研究生产与使用的功能关系，建设与自然条件的关系之外，局部与整体的关系、场外与场内的关系、人流与物流的关系、近期与远期的关系，这些都是总图设计中需要考虑的内容。如何做到使工程设计实用、节约是总图人研究、探索的课题。基于此，本文主要对煤矿总图规划设计要点进行分析探讨。

关键词：煤矿场址；选择；总图；设计

前言：中国煤矿矿区因开发的时间不同，大体分为老矿区和新矿区。老矿区大多具有较长的开采时间，少则几十年，多则上百年，这一类矿区由于当时的历史条件所决定，在总体布局上缺乏一个全面的考虑和安排，因此，有很多历史遗留问题。现代化的煤炭生产发展要求必须对煤矿进行总体规划设计，使煤炭的开发与环保工作进行有效协同，进而实现经济、社会和环境效益的统一。

1.煤矿场址选择在总图设计中的重要性

场址的选择直接关系到矿产资源的开采效率。理想的矿场址应当靠近矿体，以减少开采过程中的运输成本和时间，从而大幅提升资源的开采和处理效率。此外，合理的场址布局还能够优化矿区内部的物流系统，包括原材料的输送、成品的处理与运输等，这样不仅能够节约成本，还能缩短生产周期，提高整个矿区的运营效率。

煤矿开采作业存在许多安全风险，场址选择时须充分考虑地质结构、水文条件等因素。选择地质条件稳定的区域可减少地面塌陷的风险，避开水文条件复杂的区域则可降低水害事故的可能性。通过科学的场址规划，可以有效避免自然条件对矿区安全带来的不利影响，保障工作人员的生命安全和矿区的稳定运营。

煤矿开采对环境带来的影响是不容忽视的。选择场址时，应考虑到其对周边环境的影响，避免或至少减少对生态系统、水体和空气质量的负面影响。通过预先规划，将矿区建设在对生态影响较小的地方，采取合适的环保措施，可以在一定程度上减轻开采活动对环境造成的破坏，实现可持续发展[1]。

2. 煤矿总图运输设计中场地选择影响因素

2.1现场地形地貌

煤矿开采现场大多环境比较恶劣，一般都在地形或地貌比较复杂的山区丘陵区，而地形平坦，开采环境比较简单安全的平原区煤矿分布很少，且分布不均匀，所以煤矿总图运输设计中对场地选择时，必须将地形地貌考虑在内。如果选择的场地高低不平，一些大型设备放置很容易出现失稳现象，造成安全事故。另外运输车辆在运输过程中，安全性也会受到挑战，煤矿生产中的相关操作人员还需要对地形地貌进行挖填施工，才能顺利完成煤矿生产与运输。

2.2地质构造因素

煤矿生产区域的地质构造一般比较复杂，这与煤矿井田的地层倾角有关，与断层的存在也有关。很多煤矿的地层倾角很大，且井田出现断层后，井田表面并不能完全保持平整，甚至有局部凸起现象，这些都会给岩浆或其他地质灾害的发生侵入创造机会，而煤层的稳定性也会降低，如果土壤土质比较软，土壤内部结构很容易失稳，这些也是场地选择的主要影响因素[2]。

2.3煤层赋存情况

不同区域煤层埋深不同，设计人员在对总图运输设计时，还要基于实际勘察资料，对煤层赋存情况进行了解，根据计算结果，选择合适的井田开采方式，然后将其作为场地选择的参考依据。

2.4水文地质环境

水文地质环境对场地选择也很重要，设计人员要对现场井田中的沟壑分布情况和地表径流存在情况，含水层的富水性能等信息进行了解，如果地表径流只是在暴风雨过后才存在，该处的水文地质环境会相对好处理一些，所以对运输设计的影响不是很天，但不同区域，不同井田的水文地质环境不同，设计人员还是要加大对此方面的重视。

2.5交通运输情况

煤矿总图运输设计中，主要对运输路线进行规划设计，所以在选择场地时，应将井田周围的交通运输状况放在重要位置，设计人员应对预选方案中涉及到的场地进行勘测检查，看其周围的交通状况是否符合煤矿运输要求[3]。

3. 煤矿工业场地总图设计技巧

3.1场地功能分区规划

合理的功能分区规划可以减少占地面积、节约建设成本,也可以确保生产效率和经济效益。场地功能分区必须要满足煤矿井口位置、工艺布置、地形地貌特点以及建筑性质的要求。煤矿工业场地通常会划分成生产区、行政公共区以及辅助生产区三个部分。其中,生产区是煤矿工业场地中最主要的功能区,在山区地貌条件下生产区要根据主井的布置进行设置,结合当地的风向,生产区往往围绕主井设置在下风向位置,生产区的位置需要靠近煤炭选洗、筛分以及储藏运输系统;辅助生产区会有机修、材料以及联合建筑等设施,该区域的设置需要与生产区设置相适应,一般围绕副井设置在其他两个功能分区之间,运输线路短捷顺畅,联合建筑若能同时联系行政公共区和生产区,则其位置一般为最优;行政公共区作为行政管理办公区域和作业人员的日常生产生活场所,需要远离污染源且靠近人流的出入口,布置在煤矿工业场地最大风频的上风侧比较合理。应当注意的是,山区地貌尤其是场地位于沟谷内的时候,局部风向往往同沟谷延伸方向一致。另外,在山区地貌条件下行政办公区应设置在比较高的位置以便于采光和通风。

3.2场地竖向设计

山区地貌条件下的煤矿建设中,竖向设计布置需要参考煤矿工业场地总平面布置情况,以降低土石方工程量和节能降耗作为目标。受到山区地形高差较大的影响,可以采用台阶式的竖向布置方式,建筑物长边应尽可能与等高线平行。除了地形因素外,还需要考虑交通运输条件,确保内部场地相关建筑可以与外部道路衔接。通过台阶式的竖向设计尽可能根据煤流的顺序由高到低依次布置,以降低煤炭运输能耗和土石方工程量。根据煤矿生产系统特点,可以通过适当的台阶布置缩短运输栈桥的长度,节约建设成本。为了能同时满足人员流向、通风采光等要求,还可以将一个单体建筑跨台阶布置,如图1是位于山区的某矿,其联合建筑跨两个台阶布置,上部台阶和下部台阶的高差为15m,行政公共区位于上部台阶,日常人员在上部台阶活动较多,拥有较好的通风、采光和视线条件。人员上下井可通过联合建筑内部的台阶或电梯进行联系,同时解决了人员流向和通风采光的问题,将山区地貌的地形劣势转化为优势。

3.3防洪排涝设计

建设在山区的煤矿,更容易受洪水及内涝的影响,设计人员要结合矿井设计规范以及当地的水文地质条件,做好防排洪设计。对于植被覆盖率较低且易于出现洪水的山区煤矿,要加强疏导,在煤矿工业场地外挖掘截水沟以及防洪沟,在山坡的坡顶处增设截水沟,减少洪水对工业场地的威胁。在工业场地的内部,要综合利用城市型道路、雨水口、排水沟、透水型铺地、绿地以及分区自然散水等防洪措施,防止内涝产生。

结语：如前所述，一个大型煤矿矿区的开发，往往是这一地区工业化和城市化的开端。我国煤矿现代化的进程在全国来看是不平衡的，落后与先进的生产方式会在相当长时期中同时并存。因此，我们总图设计人员的任务也只能是逐步转变。一方面要继续积极搞好现有任务，另一方面要系统掌握和钻研有关矿区选址，矿区工业场地总平面设计、区域经济等基础理论以及其发展动向，以使我们能够比较自觉地以理论指导设计，提高优化设计方案的自觉性，更好地适应煤矿现代化的需要。

参考文献：

[1]吴成波.基于煤矿总图竖向设计的研究与实现[J].电脑知识与技术,2019,15(33):239-240+248.

[2]贾孟超.煤炭工业总图设计节约用地的措施[J].内蒙古煤炭经济,2019,(09):21-23.

[3]贾孟超.浅谈山区地貌的煤矿工业场地总图设计技巧[J].内蒙古煤炭经济,2018,(20):27-28.