摘要：良好的竖向布置能使工业场地与原始地貌完美结合,减少水土流失的同时,降低工业场地建设投资,并为企业获得较好的经济效益创造条件。本文通过对伊犁四号矿井工业场地竖向设计的实例分析，阐述设计的要点，供同行探讨与交流。
关键词：总图设计； 矿井； 竖向布置
一、前言
随着经济的高速发展,人们物质生活水平的提高,人们对环境保护意识的增强,合理利用每一寸土地，减少水土流失，将工业场地融入环境中，切实保护好环境及节约用地成为我国的基本国策。在既定的工业场地场址上，经济合理地进行工业场地竖向布置，不仅可以保证安全可靠的生产，减少能耗，节约建设投资，还能减少水土流失，保护环境。本文通过对伊犁四号矿井工业场地竖向布置的实例分析，阐述类似矿井工业场地在复杂地形地质条件下的设计要点，供同行探讨与交流。
二、工程概况
伊犁四号矿井位于新疆伊犁伊宁矿区的伊北煤田西部，设计规模为6.0Mt/a，为大型矿井。井田内道路崎岖，冲沟纵横，地形切割强烈，总体地势为东北高、西南低，属低山丘陵地貌，相对高差约489.8m。井田内地表为草地，环境较好，区域内表层为较厚的湿陷性黄土层，厚度为20～100m不等。矿井采用主、副斜井开拓方式，主斜井采用胶带运输，副斜井采用无轨胶轮车运输。
三、工业场地竖向布置
1.场地概述
根据井田煤层赋存情况，开拓布局形式、地形地貌及对外运输条件等因素综合分析，本项目工业场地场址经四个方案比选，选址于井田东部的坡地处。该场地原地面标高在+920.00～+965.00m之间，总体地势为东高西低，中部高、南北低，自然地形平均坡度约为7%～11.5%，地形较为复杂。本矿为一现代化的大型矿井，功能分区为：场前区位于场地的东部，该区为全矿行政管理、生产指挥中心和职工生活区；辅助生产仓库区位于场地中部，以副斜井为核心，主要布置与副斜井密切联系的辅助生产设施；煤炭加工储运区位于场地的西部，以主斜井为核心，承担着原煤的加工、储存及外运任务，主要布置生产系统。工业场地围墙内占地面积30.80hm2。
2.竖向布置原则
（1）在确保场地防洪排涝安全的前提下，充分利用地形，合理确定建构筑物、道路的标高，满足装卸、运输对高程的要求。（2）合理改造地形，使场地设计标高与自然地形相适应，减少场地土方工程量，填、挖方趋于平衡。（3）尽量保护山坡植被，根据本项目场地地形情况，场地宜采用台阶式布置，台阶之间采用挡土墙设计，避免水土流失，减小边坡占地。（4）场地位于湿陷性黄土地区，场地平整坡度不小于5‰，建筑物周围宜大于2％，压实系数不小于0.95。
3.竖向布置
由于本项目工业场地位于湿陷性黄土地区，地表雨雪水对场地的危害较大，故竖向布置时应注意场地地表水的排泄，场地平整坡度需大于5‰, 建筑物周围宜大于2％，同时在建构筑物周围应做好排水系统，对场地边坡采用挡土墙或护坡进行砌护，避免水土流失。
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根据工业场地地形地质条件并结合竖向布置原则，工业场地竖向布置形式采用台阶式，平整场地采用连续式平土方式。经多次优化后的场地竖向布置如下：
（1）场前区：位于东部的场地最高台阶，该区域内设施主要为职工公寓、行政办公楼及食堂等行政管理和职工生活设施，原地面标高在+955.00～+970.00m。结合地形条件及考虑到本区域为本矿作为现代化矿井的形象代表区域并为了给职工营造舒适的生活环境，本区域竖向布置采用平坡式，设计标高为+960.00～+963.00m。该区域采用的平坡式布置形式，各设施基本处于同一标高，便于中心广场及场地绿化景观布置，达到良好的场地绿化及美化效果，同时便于职工之间的联系，生活便捷，给职工创造了良好的工作及生活环境。
（2）辅助生产仓库区：位于场地中部的次高台阶，该区域内设施主要为矿井辅助生产设施，原地面标高在+948.00～+960.00m。结合地形条件及考虑到本区域内设施需便于与副斜井联系密切，且在生产工作情况下具有一定的噪音污染，故本区域竖向布置采用平坡式，比场地最高台阶的场前区平均低约8m，设计标高为+954.00～+954.25m。该区域采用的平坡式布置形式，各设施基本处于同一标高，便于各辅助生产设施与副斜井井口密切联系，运输便捷、管理方便，减少管线工程量及运输能耗，从而减小生产成本，经粗略估算辅助生产区采取平坡式布置可节约能耗10%～15%。辅助生产仓库区比场前区设计标高低约8m，可有效地减少辅助生产设施对职工生活的噪音影响。
（3）煤炭加工储运区：位于场地的西部最低台阶，该区域内承担着原煤的加工、储存及外运任务，主要布置生产系统及选煤厂，厂房之间通过带式输送机栈桥运输，这些设施为全矿噪声和粉尘的主要污染源。该区域原地面标高在+910.00～+951.00m，地形坡度较大。结合地形条件并考虑到本区域内设施主要通过带式输送机栈桥联系，道路仅起到辅助联系的任务，且在生产工作情况下具有一定的噪音及粉尘污染，故本区域竖向布置采用台阶式，设计标高为+916.00～+950.00m，各台阶高度在2.0～8.0m。该区域内各设施根据地形条件采用台阶式布置，可以减少厂房之间带式输送机栈桥的修建长度，节约投资，且栈桥角度较小，节约运输能耗；同时可减少一定的噪音及粉尘污染，更加环保。
根据上述竖向布置，工业场地总挖方量约61万m3（不含场外道路），总填方量约58万m3，挖余土方量全部用于场地之间联络道路的路基填筑，减少了联络道路的外运路基填料，节约成本，同时避免了对路基料场的开采。采用该竖向布置的直接经济效益为土方工程量减少，比优化前减少了约20万m3土方工程量，节约了约400万元的工业场地建设投资；土方基本平衡，避免了因取、弃土而造成的水土流失及破坏草地；工业场地依据地形条件及各功能分区整体采用台阶式布置，既满足了各功能区的生产要求，减少了污染源对整个场地的噪音及粉尘污染，为职工创造了良好的生活环境，节约能耗，又达到了节约占地的目的，减少了对草地的破坏，符合环保要求。
四、结语
工业项目的总图设计不仅需注重各功能分区的优化布置，还需注重利用地形优化竖向布置，没有最好的布置方案，只有更好的方案，在设计过程中要根据地形地质条件进行不断的尝试、优化。工业场地的竖向布置不是想着去改造地形，而是在满足生产、生活的前提下，将工业场地融入原始自然地形中，减少因工程建设而对大自然的破坏。良好的竖向布置不仅能减少场地的基建投资，节约能耗，减少运营期的运输成本，为企业获得较好的经济效益创造条件，还能减少水土流失，减小因工程建设而对环境的破坏，为职工营造一个与自然相结合的舒适环境。因此，这就要求我们设计者要把专业技能和实践经验相结合起来，经多方案比较，不断优化后得出的一个良好的方案，且应经常总结新的设计思路和方法。
作者简介：
唐平（1984-10），男，本科，工程师，现任职于新疆煤炭设计研究院有限责任公司路桥规划所，主要从事煤矿总图运输及公路设计工作。
论文作者:唐平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/23
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