王 寶 龍

(大同煤礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

地面轉(zhuǎn)運(yùn)煤系統(tǒng)中運(yùn)煤走廊及地道的設(shè)計(jì)和研究

王 寶 龍

(大同煤礦集團(tuán)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037003)

介紹了地面轉(zhuǎn)運(yùn)煤系統(tǒng)在大同某公司部分礦井的改造背景，從受煤坑、地下運(yùn)煤地道、地上運(yùn)煤走廊等方面，論述了系統(tǒng)改造的主要設(shè)計(jì)流程，并歸納了設(shè)計(jì)時(shí)需注意的問題，旨在為同類工程設(shè)計(jì)提供一些參考。

受煤坑，運(yùn)煤地道，運(yùn)煤走廊，鐵路裝車點(diǎn)

同煤集團(tuán)各礦井生產(chǎn)的煤炭，其外運(yùn)方式通常以鐵路外運(yùn)為主，但也有不少礦井煤炭生產(chǎn)出來后先集中堆放至露天煤場，然后通過汽車外運(yùn)或轉(zhuǎn)運(yùn)至其他鐵路裝車點(diǎn)外運(yùn)，煤炭在運(yùn)輸?shù)倪^程中，不僅增加了運(yùn)輸成本，同時(shí)對周邊環(huán)境產(chǎn)生了很大的污染。現(xiàn)階段國家為了去除霧霾的危害，對環(huán)境問題進(jìn)行大力整治，汽車外運(yùn)的方式也應(yīng)做出改變，故而很多礦井改造了轉(zhuǎn)運(yùn)煤系統(tǒng)，通過運(yùn)煤皮帶將煤炭轉(zhuǎn)入地下或封閉走廊中，通過運(yùn)煤走廊將煤炭直接運(yùn)輸?shù)借F路裝車點(diǎn)，進(jìn)行鐵路裝車外運(yùn)。改造后運(yùn)輸成本降低，環(huán)境得到了保護(hù)，減少了運(yùn)輸過程中煤炭的損耗，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)定量外運(yùn)。本人通過對白洞煤業(yè)公司精煤裝車系統(tǒng)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，總結(jié)了一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，旨在為同一類型的工程設(shè)計(jì)提供一些幫助。因此，許多礦井進(jìn)行了地面生產(chǎn)系統(tǒng)改造，利用運(yùn)煤走廊將煤炭引入地下或封閉走廊，以避免對環(huán)境的污染。

1 工程概況

本工程為同煤集團(tuán)白洞煤業(yè)公司新建精煤裝車系統(tǒng)工程。白洞煤業(yè)公司原有運(yùn)輸方式為：煤炭生產(chǎn)出來后直接堆放至露天煤場，再由汽車外運(yùn)或轉(zhuǎn)運(yùn)。新建精煤裝車系統(tǒng)后，煤炭的運(yùn)輸方式將改為通過地道及地上運(yùn)煤走廊直接進(jìn)行鐵路裝車外運(yùn)。

2 設(shè)計(jì)方案

煤場泄煤點(diǎn)距鐵路裝車線直線距離約200 m，煤場地面與鐵路軌頂高差3.2 m，之間沒有房屋等需要避讓的構(gòu)筑物，所以不需要考慮皮帶走廊高度限制。經(jīng)研究決定，裝車系統(tǒng)全長200 m，由受煤坑、地下運(yùn)煤地道、地上運(yùn)煤走廊和裝車點(diǎn)四部分組成。礦井生產(chǎn)出的煤炭經(jīng)受煤坑直接進(jìn)入地下運(yùn)煤地道，再由皮帶運(yùn)輸通過地下運(yùn)煤地道和地上運(yùn)煤走廊，到達(dá)裝車點(diǎn)，直接進(jìn)行鐵路裝車外運(yùn)。

受煤坑上口大小為6 m×6 m，下口大小1.5 m×1.5 m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；地下運(yùn)煤地道全長170 m，高度3 m，寬度4 m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；地上運(yùn)煤走廊全長20 m，高度3 m，寬度4 m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；裝車點(diǎn)長12 m，寬8 m，高4.5 m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 受煤坑

受煤坑由漏斗及其支撐結(jié)構(gòu)組成，采用鋼筋混凝土澆筑。漏斗的上下口尺寸大小需根據(jù)給煤機(jī)設(shè)備型號來確定，一般由機(jī)電安裝專業(yè)提供。漏斗的下部開口處還應(yīng)預(yù)埋好相關(guān)預(yù)埋構(gòu)件，方便給煤機(jī)設(shè)備安裝。受煤坑頂部應(yīng)高于地面550 mm，防止雨水倒灌。受煤坑底部標(biāo)高應(yīng)滿足給煤機(jī)安裝及皮帶安裝的凈高要求，由此，便確定了地下運(yùn)煤地道的高度及底板標(biāo)高。

3.2 地下運(yùn)煤地道

地下運(yùn)煤地道全長170 m，其中156 m為直線地道，14 m為斜地道，水平夾角為16°。水平夾角是根據(jù)皮帶走向來確定。地下運(yùn)煤地道伸出地面后與地上運(yùn)煤走廊相接，兩者之間應(yīng)設(shè)置一道變形縫，變形縫寬度50 mm～100 mm。

地下運(yùn)煤地道通體(墻壁、底板、頂板)采用鋼筋混凝土澆筑。結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，恒載包含地道自重、設(shè)備自重、土壓力；活載應(yīng)當(dāng)考慮地面是否有車輛通過，考慮地道頂板的車輛荷載大小及皮帶機(jī)尾和皮帶支腿對走廊底板的作用力。當(dāng)頂板覆土大于0.5 m，可不考慮車輛活載的沖擊效應(yīng)。

3.3 地上運(yùn)煤走廊

地上運(yùn)煤走廊結(jié)構(gòu)形式有兩種可選，一種是鋼筋混凝土框架，一種是鋼結(jié)構(gòu)棧橋形式。對于走廊下部凈高要求大于15 m，跨度大于12 m的工程設(shè)計(jì)一般采用鋼結(jié)構(gòu)形式，來滿足走廊下部通車、跨越大型障礙物等要求。若走廊下部凈高要求不大于7 m，跨度小于12 m時(shí)一般采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本工程地上運(yùn)煤走廊下部不通車，不需要考慮走廊下部凈高要求，且無需跨越障礙物，故直接采用鋼筋混凝土框架形式的走廊。

地上運(yùn)煤走廊頂板和底板采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，墻體采用輕型混凝土砌塊。根據(jù)新版《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度由7度提高到8度，故應(yīng)適當(dāng)增加框架柱截面尺寸，為600 mm×600 mm。再由于走廊形式的框架結(jié)構(gòu)縱向抗震強(qiáng)，橫向抗震弱，所以在框架柱橫向間加設(shè)拉梁，以減弱地震對結(jié)構(gòu)的影響?；A(chǔ)有柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和地基梁兩種選擇，考慮到抗震烈度的提高，獨(dú)基承擔(dān)的柱底彎矩變大，導(dǎo)致獨(dú)基尺寸的變大，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，故采用地基梁的基礎(chǔ)形式。

地上運(yùn)煤走廊為與地下運(yùn)煤地道相接，需做成斜走廊，角度與地道一致，斜走廊爬升到設(shè)計(jì)高度后，改為直線走廊，再與裝車點(diǎn)相接。考慮到地震作用因素，地上運(yùn)煤走廊與裝車點(diǎn)之間應(yīng)設(shè)置一道變形縫，變形縫寬度50 mm～100 mm。

3.4 鐵路裝車點(diǎn)

此部分位于地上走廊的盡頭，設(shè)置在鐵路線的上部，原煤經(jīng)皮帶的運(yùn)輸在這里可以直接進(jìn)行鐵路裝車。需要配套的設(shè)備有皮帶機(jī)頭，配電控制設(shè)備等。一般采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

本工程煤場地面與鐵路軌頂高差3.2 m，鐵路線寬度13.4 m，有兩條鐵路線。考慮火車運(yùn)行的凈高需求，裝車點(diǎn)樓板高度定位6 m高(相對于軌頂高度)。同時(shí)，考慮到鐵路線寬度較大，需在鐵路線中間部位加設(shè)一根框架柱?；A(chǔ)形式一般采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，但本工程為了避免基礎(chǔ)開挖影響鐵路的正常運(yùn)輸，故采用了柱下樁基礎(chǔ)，以減少對鐵路軌道基礎(chǔ)的影響。

皮帶機(jī)頭不應(yīng)直接設(shè)置在樓板上，應(yīng)布置在鋼筋混凝土連梁上，連梁方向宜與皮帶受力方向相同。

4 設(shè)計(jì)時(shí)需注意的問題

4.1 設(shè)備安裝檢修

宜在受煤坑后部設(shè)置一座安裝房，直通地下運(yùn)煤地道，設(shè)備安裝時(shí)從安裝房可以直接進(jìn)入地下運(yùn)煤地道，方便安裝。地下運(yùn)煤地道與鐵路裝車點(diǎn)兩個(gè)部位還應(yīng)加設(shè)吊裝梁，供設(shè)備安裝檢修。

4.2 人員疏散

根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)逃生出口。由于地下運(yùn)煤走廊是一個(gè)封閉環(huán)境，無法設(shè)置安全出口，所以一個(gè)出口設(shè)置在安裝房處，另一個(gè)出口設(shè)置在地上運(yùn)煤走廊與地下運(yùn)煤地道連接處附近，在兩個(gè)出口處分別加設(shè)鋼梯。

4.3 人員通道

斜走廊坡度較大，為了方便人員通行，應(yīng)在走廊兩側(cè)設(shè)置防滑臺階，通向裝車點(diǎn)。

4.4 通道內(nèi)排水

因煤炭通過漏斗裝卸時(shí)會產(chǎn)生大量的煙塵，所以通常在受煤坑和鐵路裝車點(diǎn)兩個(gè)部位安裝水幕，起到降塵的作用。所以需要考慮地道內(nèi)部排水的問題。通常方法是安裝在房內(nèi)，這是一個(gè)集水坑，通過對地道底板坡度的調(diào)整使地道內(nèi)的水流向集水坑，再用水泵排出室外。

地上運(yùn)煤走廊的屋頂應(yīng)每隔一段距離設(shè)置一道分水條，避免大量雨水通過變形縫進(jìn)入地下運(yùn)煤地道。

4.5 變形縫的設(shè)置

通常為了降低地震作用與地基沉降對建筑物的危害，不同類型的建筑物之間宜設(shè)置一道變形縫。本工程在三個(gè)部位設(shè)置了變形縫，分別是安裝房與地下運(yùn)煤地道之間、地下運(yùn)煤地道與地上運(yùn)煤走廊之間和地上運(yùn)煤走廊與鐵路裝車點(diǎn)之間。

4.6 通風(fēng)、保溫

地下走廊是一個(gè)封閉整體，需由通風(fēng)專業(yè)考慮通風(fēng)換氣措施，保證人員檢修設(shè)備時(shí)的安全。地下運(yùn)煤地道露出地面部分應(yīng)增加外墻外保溫工程做法。

5 結(jié)語

以上就是關(guān)于地面轉(zhuǎn)運(yùn)煤系統(tǒng)中運(yùn)煤走廊及地道的設(shè)計(jì)流程和相關(guān)問題的研究。根據(jù)地面轉(zhuǎn)運(yùn)煤系統(tǒng)改造前后對比及集團(tuán)公司的現(xiàn)狀，改造后大大降低了運(yùn)輸成本，并從根本上解決了煤炭汽運(yùn)對環(huán)境的污染，貫徹了國家對環(huán)境治理的方針。在工程設(shè)計(jì)中，要根據(jù)工程的具體問題做相應(yīng)的具體分析，從上述的幾方面綜合考慮，結(jié)合專業(yè)規(guī)范，合理的確定結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)件尺寸等設(shè)計(jì)，以做到安全、適用、合理、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。

[1] 張紅珊,范 潔.大跨度輸煤棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].河北電力技術(shù)，2005(3):12-14.

[2] 鄭栓強(qiáng),李東建.火電廠輸煤棧橋設(shè)計(jì)方案優(yōu)化[J].電力建設(shè)，2003(11):21-25.

[3] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(2015年版)[S].

[4] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及2016年局部修訂[S].

Oncoalcorridoringroundtransportcoalsystemanddesignandresearchonunderpass

WangBaolong

(DatongCoalMineGroupDesignResearchCo.,Ltd,Datong037003,China)

The paper introduces the reconstruction background for partial mine wells of some company in the ground transport coal system, indicates the main design procedure for the system reconstruction from the coal pit, underground coal transport underpass, and ground coal transport corridor, and sums up the problems in the design, so as to provide some reference for similar engineering design.

coal pit, coal transport underpass, coal transport corridor, rail loading point

TD561

：A

1009-6825(2017)24-0045-02

2017-06-15

王寶龍(1988- )，男，助理工程師