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摘要：矿井工业场地竖向排雨水方式需综合考虑工业场地分区，竖向排雨水方式的实用性、美观性、造价成本以及是否便于后期维护清理等因素进行选择，同时对工业场地雨水流量计算方法过程进行浅析。
关键词：工业场地分区、竖向排雨水方式、雨水流量
近年来随着矿井建设规模逐渐加大，洗选煤设施的同步设计建设，地面工业场地需要的设施增多，工业场地用地面积也在加大。场地竖向排雨水就显得越来越重要，以下是对矿井工业场地的竖向排雨水进行浅析。
1、矿井工业场地分区与不同分区对环境要求的概述
一般，矿井工业场地根据建构筑物功能特点分区布置，可分为行政生活福利区、辅助生产区、生产区三部分。
行政生活福利区是矿井生产指挥、行政管理，对内对外活动的中心。以办公楼、单身宿舍、食堂等建筑为主，集中布置的区域，是人员生活办公集散地。此区域要求环境相对干净优美，噪声影响较低，位于风向最优区域，综合景致最优，伴随设计小广场、绿化、小型花园、建筑小品，需较适宜办公居住。
辅助生产区是为矿井正常生产服务的场区，包括动力设施、机修设施、仓库设施等。除易燃易爆及危险品等有特殊要求的个别设施布置在厂区边缘地带外，辅助生产区临近生产区布置。与副井紧密联系的机修设施、仓库设施，就近副井布置，使运输快捷方便；动力设施靠近负荷中心布置。辅助生产设施一般有一定污染和噪音，不够美观但不严重，成为隔离生产区与行政生活福利区的过渡区域。
生产区是矿井生产的中枢，是工业场地的核心区域，对整个工业场地的分区和布局起决定作用。布置需综合考虑主井位置、场外运输条件、地质水文情况等因素，尽可能减少转载折返环节、主要设施尽量布置在水文地质良好地段等。生产区是以从主井煤流出井到原煤仓或筛分楼再进入仓储、洗选系统，最后到产品煤、矸石、煤泥的仓储外运为主的区域。此区域属于仓储外运，污染严重，噪音大，环境差，需综合外运条件和对周边环境影响，设计尽量远离对环境质量要求高的区域。
2、竖向排雨水方式选择
矿井工业场地排水系统采用分流制排水系统，排雨水系统单速设置。有组织排雨水方式可分为明沟排水、暗管排水、混合排水。
工业场地的普通明沟或盖板明沟排水设施施工简单，造价较低，易于水沟后期清理工作，适用于对美观要求不高；多尘、多沙、多泥易堵的场区；设计总平面有适于水沟排水的地面坡度和岩石地段等情况。
暗管排水是利用雨水口收集雨水进入地埋管线的排雨水方式。这种方式需挖沟敷设，施工与造价较明沟排水较高。适用于场地绿化设施、建筑小品多，对美观要求较高；地形平坦，面积较大，采用明沟排水水沟过深，不易排出场外或不经济；场地运输线路复杂，地下管线密集；地下水位较高等情况。
混合排水是场地既有符合明沟排水地段，也有部分地段适用于暗沟排水，可根据布置情况要求，设计两者都有的混合排水方式。
在矿井工业场地，行政生活福利区对环境美化要求较高，管线密集，绿化设施、建筑小品较多，可根据实际情况采用暗管排水和盖板明沟排水，暗管排水优先考虑。辅助生产区以辅助材料运送为主，对环境美化没有过多要求，可根据管线密集情况、场地坡向坡度、场地是否有沉积物一起排入管道等综合考虑采用暗管排水或盖板明沟排水，盖板沟排水方式优先考虑。生产区对环境美化没要求，一般会有仓储运输区域，需考虑煤炭洒落，煤灰堆积，更适合于盖板明沟排水方式，以便于清理管沟。以上排水方式是从对环境美化以及清理方面概述排雨水方式的选择，具体选择还需综合工业场地总平面布置以及竖向布置、地质水文情况、生产特点、产品种类、场区维护以及具体项目要求等因素考虑采用最佳排雨水方式。
3、雨水流量计算
工业场地确定排雨水方式后，根据片区计算雨水流量，进而确定管径或明沟断面尺寸。
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（1）首先确定矿井工业场地所在省份辖区，气候条件，框定工业场地总汇水面积，综合工业场地竖向排水方向，合理确定场地采用暗管、明沟或者自然排渗方式。若采用暗管和明沟排水进行以下计算。
（2）根据矿井总平面布置图、道路工程图和竖向工程图布置主干沟。排雨水一般为重力自流，分清主次干沟、确保排水方向与总布置一致，确保主次干沟按沟段顺序列表以方便后面计算记录。列表包含以下因素：沟段和对应的沟段长度、汇水面积、流速、设计降雨持续时间、单位径流量、设计流量。将所有沟段列入且每个沟段包含以上因素。
（3）根据总平面布置图与竖向工程图纸划分各沟段的汇水面积F，确定水流方向，在图上进行示意标记。
（4）依汇水面积大小，地坪种类（含所有场地和屋面），竖向设计坡度，覆盖情况等因素确定起点集水时间。
（5）根据工业场地所在省份区位、整个场地汇水面积F查出q20值（查表：我国若干城市及煤矿区暴雨强度公式），根据场地重要程度、地形及满溢后所造成的损失大小程度、q20值等因素，确定设计重现期P（查表：设计重现期）。
（6）按整个场地地面性质，计算平均径流系数。工业场地排水分场内排水与场外截排水两套排水系统，一般场外排水不引入场内排水系统，故计算场地平均径流系数仅计算场内需要汇水区域。径流系数φ值查表，矿井中经常遇到径流系数如下：各种屋面、混凝土和沥青路面径流系数0.90，块石铺砌或者沥青表面处治路面径流系数0.60，级配碎石路面径流系数是0.45，砖石和碎石路面径流系数是0.40，土地面径流系数是0,30，绿地和草地径流系数是0.15。当我们计算平均径流系数就是将本区域汇水面积根据总平面布置按照径流系数分类分为不同种类，例如屋面及混凝土道路、非铺砌土地面、绿地等。而后进行各分类面积求和汇总，然后将各分类的面积F与对应的径流系数φ相乘，得出此类面积的Fφ值。各分类的Fφ值计算出来后全部求和后除以本区域总汇水面积就是这片区域的平均径流系数。
（7）根据工业场地所处省份区位，查表：我国若干城市及煤矿区暴雨强度公式，得到当地暴雨强度公式q。
（8）计算降雨历时t。根据总平面布置图的干沟布置图和分沟段列表，计算设计降雨历时，分别由地面积水时间和沟内雨水流行时间计算。
（9）计算各沟段的单位径流量qφ和设计流量Q。
Q=qφF
Q——设计流量,l/s;
q——设计暴雨强度，l/s/ ha;
φ——平均径流系数;
F——汇水面积，ha。
按以上步骤，计算出各沟段的设计流量Q，雨水流量计算完成。
4、小结
后续按照前述场地和周边条件综合考虑排水方式，选定暗管或明沟排水方式。分别根据所选设施的参数以及排水坡度，充满度、过水断面等因素选择合适的暗管管径或明沟断面。暗管选好管径后，根据管径选用合适的检查井、合适位置和间距布置雨水口；明沟排水需合理安排明沟位置，使雨水可以流入路边排水沟又不影响行车行人安全，选定明沟适合型式等。最后进行细化校核，一般矿井工业场地排雨水设计基本完成。
参考文献：
[1]上海市政工程设计研究总院，室外排水设计规范（GB50014-2006），北京，中国计划出版社，2016.
[2]李善、傅达聪，煤炭工业企业总平面设计手册，北京，煤炭工业出版社，1992.
[3]于为芹等，煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2015）,北京，中国计划出版社，2016.
论文作者:杜娴
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/23
标签：场地论文; 明沟论文; 径流论文; 雨水论文; 矿井论文; 工业论文; 汇水论文; 《防护工程》2019年第3期论文;