关键词：选矿类；厂房；建筑结构；设计；要点
引言
近年来，我国选矿技术不断发展，规模较大的新建选矿类厂房表现出鲜明特征，主要是设备大型化、新工艺大量应用等，与此同时对选矿类厂房设计提出全新要求。
1选矿类厂房建筑的特点
在选矿类厂房中，存在大量动力设备，这些设备的体形较大，而且机体相对较重，在工作过程中，会产生剧烈振动与非常大的噪声；不同生产作业工序之间密切联系，不同工序之间要保持在连续运转状态，所以具有较大内部空间；在选矿类项目生产期间，时常有矿浆外溢的现象发生，所以在开展厂房设计工作时，必须充分考虑与分析该特征，全面考虑结构类型选择与设备基础等，使厂房可以处于正常运行状态，为相关施工人员的人身安全提供重要保障；针对选矿类厂房的诸多动力设备而言，当处于工作状态时会产生比较大的干扰与噪声，不仅会严重影响设备，也会对操作人员造成巨大干扰，所以应该做好隔音降噪处理。
2设计原则
选矿类厂房的建筑配置较大程度上是由工艺设备配置所决定的，合理的设备配置对物流通畅、操作维护便捷、投资节约至关重要。选矿类厂房设计应大致遵循以下原则：（1）厂房的跨度、柱距、轨顶标高的确定，除满足工艺设备配置需要外，应按建筑模数协调标准确定。（2）厂房的结构选型应考虑选矿生产的特点，应选用耐候性强、隔音效果良好、易于维护的结构型式。（3）操作、维护、设备部件拆装和吊运要合理利用厂房的面积和空间容积，减少不必要的高差损失，有效降低投资风险。（4）必须符合工艺流程需要，平台标高的确定应能充分利用物料的自身条件，尽量促成自流，同时便于设备检修操作及维护。（5）要留有面积适当的检修场地，厂房高度要满足设备或最大件吊运需要，所经由的门、安装孔等的位置、尺寸要考虑到吊运方便，其尺寸一般应大于过件的最大外形尺寸400～500mm。（6）预留必要的发展余地，使厂房结构具有一定的通用性和扩建的可能性，以适应设备更新、工艺流程改造以及生产规模扩大的需要。（7）必须充分考虑安全、环保、卫生规定的要求。高出地面0.5m的通道、操作平台及低于地面0.5m的地坑均应设置防护栏杆；厂房内应有合理完善的排污设施（如污水池及事故沉淀池等），地面和地沟的坡度应既便于操作、行走又便于污水排放。
3选矿类厂房建筑结构优化设计
3.1厂房抗震性设计优化
（1）在抗震设计过程中，应该在最大程度上为厂房结构质量及其刚度均匀分布提供重要保障。当进行整体布局的时候，应该全面、详细考虑与分析受力均衡与否，尽可能避免不均匀变形出现，由此从整体上提高厂房建筑结构刚度。（2）一般而言，对于选矿类钢结构厂房，当对其进行损毁时，之所以如此，主要是因为杆件失稳，它的构件强度往往可以达到质量需求，所以，在优化设计期间，能够设置必备支撑系统，主要有柱间支撑以及纵横水平支撑等，从整体上提高结构稳定性，对于钢结构厂房空间结构体系来讲，利用以上举措意义重大。（3）在地震作用条件下，避免结构疲劳破坏，确保构件在屈服之前开展塑性工作，大大增强结构抗震性能。
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3.2选矿类厂房建筑整体布置
在设计选矿类厂房时，应该严格遵守节约用地这一原则，达到生产以及使用功能，基于此尽量使厂房建筑布局集中，控制并减少厂房占地面积，更为有效地应用土地，进一步减小对生态环境的影响。在优化设计平面布局时需要做好三方面的工作：其一，以厂房所在位置的地质状况以及生产工艺为依据，优化厂房总平面布置，先做好建筑体积相对较大厂房的布置工作，尽量平行排列与布置厂房建筑，尽可能减少死角面积等，选择部分占地面积小的厂房，将其布置在零散空白地段。然后压缩不同厂房之间的距离，保证通风与采光等条件，以此为基础尽量压缩各个厂房之间的距离，从整体上增强厂房集中性，且保证其间距可以达到安全防护要求。特别是对于部分具有较大火灾事故与有害物质泄露等概率的厂房，需要将这类厂房布置于人数稀少或者是场地边缘位置，且与其他建筑保持充足安全距离。其三，充分考虑厂房不同工艺流程的联系，联合布置具有相似功能，且安全措施一致的厂房，如此一来可以减少厂房占地总面积，减少能源消耗，更为有效的应用土地。
4设计内容
选矿类厂房的建筑设计，在前文所述原则及所获得的设计资料的基础上按相关规范要求进行设计即可。结构设计一般在选矿工艺条件的基础上，结合拟建地区的自然条件，通过方案比选，确定合理的结构型式，收集计算荷载，利用结构软件进行建模计算分析。动力设备基础的结构型式，主要有大块式、墙式及构架式三种。设计时应根据设备特点选用。动力设备基础设计一般按以下步骤进行：（1）依据工艺条件图、设备样本及规范，对基础的构造要求确定合理的基础外形尺寸。（2）根据设备样本及定标资料确定机器设备的静力荷载分布情况以及动荷载（设备的扰力）的大小、方向及频率等。（3）根据规范，复核机组的总重心同基础形心之间的偏心距要满足要求。（4）按照相关计算原理及计算机组的自振频率，来判断其与基础是否处在共振区内。结构设计时应尽量调整基础，尽可能避免使两者同处共振区。若扰力与振幅均较小，确定不会产生不良现象时，也允许其在共振区同时工作。就实际情况而言，多谐振动或联合基础的频率分布范围往往很广，彻底避开共振区常存在较大困难，同时也不够经济。（5）准确计算基础的振幅值，核实其是否超出规范的允许范围。当扰力频率大于机组频率时，还应补充验算通过共振区时的振幅值，复核是否满足设备样本中对该区段的容许值要求。（6）对于构架式及墙式基础，必须严格计算基础结构在扰力作用下的承载能力。通常来说，上述设计步骤必须严格执行，当不满足其中某项时，应采取适当方式修改设计并重新计算，直至完全满足且符合规范要求时为止。需要特别注意的是，对扰力很大（通常规定为l5kN）的动力设备，若不采取特殊处理措施，不宜直接安装在与厂房主体结构相连的楼面上。即便是同操作层有相同标高的构架式（或是墙式）基础，如破碎机基础等，也应自身构成承重体系，与厂房主体结构通过伸缩缝等脱开。对部分具有强烈振动的设备，其基础振动值即使大大低于规定的限制，仍对邻近人员、设备、仪器或建筑物等产生有害影响时，可在总图上选择合理位置或采用适当的减振装置。
结语
一个好的选矿厂房设计必须做到技术先进、经济合理、生产可靠，既能为生产获得较高的技术经济指标创造条件，使投资获得最大收益，又要为操作人员提供良好的工作环境，确保厂房设施能够长周期安全使用。此外，应充分注意与转运站、带式输送机通廊等周边构筑物的标高关系，确保能准确衔接；还应重视此类厂房中动力基础设计，通过合理结构布置、减小振动输出、选择合适的基础型式、采取隔振措施等一系列可靠手段做好减振设计。
参考文献
[1]《选矿设计手册》编委会．选矿设计手册．北京[M]：冶金工业出版社，1988.
[2]GB50010-2010．中华人民共和国国家标准：混凝土结构设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010.
论文作者:祁文瑶
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签：厂房论文; 基础论文; 结构论文; 设备论文; 建筑论文; 型式论文; 标高论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;