煤矿工业工程结构设计要点

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摘要:矿产资源在开采过程中应用了一体化开采理论，由各个不同功能的局部组织结合组成。在一体化的开采理论规划过程中，矿山建筑物的工程建设不仅要体现建筑工程的保护性，还与矿山内部各种要素之间有着直接的关系。

关键词:煤矿工业;工程结构设计;要点

煤炭产业作为新中国成立初期就为我国发展做出巨大贡献的产业，提高了我国的经济实力，在我国国内生产总值中也拥有相当可观的比重，不仅推动了我国能源行业的发展，也推动了我国人民生活水平的不断提高。煤矿要想成为高质量、高效率的企业，离不开科学的工程结构设计。本文不仅对煤矿工业工程结构的科学性和合理性进行深入研究，也对当今煤矿矿井建设阶段中存在的各种问题寻找方法，进行有效的解决。要想保证煤矿建筑结构的合理性和科学性，就要从煤矿建筑材料的选择、科学设计、建筑规范方面进行进一步的研究深化。

1矿山建筑工程结构规划概述

随着我国经济的迅速增长，不仅推动了我国规划设计观念的进步，也促进了矿山规划设计观念的发展，导致矿山设计工程构造理念与传统的设计理念有很大的出入。相比于传统的矿山建筑工程结构理念，当今的矿山设计工程，不仅要从矿山的实际情况出发应用一体化建设理念，综合考虑矿山建设机械化设备的选择和正确的施工方式，还从考虑机械化设备的性能出发，全方位总结，深入研究，找出科学性的矿山产业构造方法［1］。

2现代矿山建筑工程设计的原则

随着以人为本的理念深入人心，矿山建筑工程已经不能只满足生产要求，还要考虑人文和人性化的设计理念，使其融入矿山建设工程中。矿山建设工程要综合考虑矿山与周边环境，兼顾矿山建筑工程的构造体系、建造矿山需要的成本和施工设备，同时根据建设过程中不断出现的问题，结合实际合理的规划生产需要，让建筑的基本功能与实际生产的需要相适应。在工业设计中，运用现代色彩与现代化的设计理念，展现出现代工业的特征。其次，煤矿建筑的建设严格按照国家相关标准和制度进行规划和建设，适合我国在生态环境方面对建设工地的要求，提高工地中的绿地面积，减少生产性设备占地比重，让附近建筑物的密度与容积率相适应。在建设规划的过程中，要应用国家先进的生产方式和生产技巧，提高工业生产的效益，同时也要推动煤矿与产业化、机械工业化的道路靠近。工业建筑物也要向多层次发展，由分散向集中的方向发展，减少对土地资源的浪费。我们在煤矿结构设计中可以遵循下面四个原则。

2．1抓大放小“强柱弱梁”“强剪弱弯”

作为矿山建筑结构中非常重要的两个设计理念，对矿山建筑构造设计理念有着重要的影响。在矿山建设中，各个构件扮演着不同的角色，它们相互协调，共同构成了建筑的整个设计体系。虽然有优劣之分，但要在矿山建筑结构的设计中统筹兼顾，全面发展，预防突发灾害对矿山建筑构造造成破坏。

2．2层层设防

煤矿建筑结构的安全体系是需要全方位设防的。突然状况发生时，所有的部件都在发挥着自己的作用，减少损失。如果把希望都寄托在单一的构造上，是非常不明智且危险的。比如单片墙的安全程度不如多肢墙的安全程度高，因此就需要我们实现全方位设防的规划布局［2］。

2．3刚柔相济

科学的建造布局体系应当是刚性与柔性相互连结。如果建造结构体系刚性太高，会导致建筑结构的抗压性变差，面对突然的破坏力，不易发生变形，承受巨大的压力，造成局部损坏的同时摧毁建筑结构体系。而太柔的结构构造，无法承受建筑构造的压力，容易造成坍塌事件，但是其抗变形能力较强，可以很好地抵御突然的外力作用。

2．4打通关节

关节作为矿山结构体系中的主要组成部分，遍布在矿山结构体系之中。参考许多灾害事件，我们发现很多灾害的发生都是由于建筑节点遭到破坏，所以科学的构造体系应该是相辅相成的，不仅可以使突如其来的外力迅速传递，还可以很快的消除外力作用。针对这个方法，规划人员要在设计的过程中统筹兼顾，打通构造中的关节，消除外力对节点的影响。在上述四个设计的基本原理中，前三个是设计中的战略问题，而打通关节这个方法是前三个的基本保障。

3矿山工程项目概况

矿山在设计的过程中要落实环保和经济理念，结合当地特色，对矿山建筑的布局进行合理、科学的设计，推动矿区交通道路的不断建设，促进矿区基础设施的完善，推动矿区矿产开发效率的提高，推动经济快速发展。同时，矿山建设工程中也要体现出节能理念。

4矿山建筑工程设计

4．1人性化设计

随着我国以人为本的理念深入人心，矿山建筑工程已经不能只满足生产中的要求，还要考虑人文人性化的15DOI:10.13487/j.cnki.imce.018811设计理念，将其融入矿山建设工程中。这就需要对建筑工程进行合理规范，解决人与机械、人与交通、人的工作、人的生活等各种问题，促进各个方面的和谐。在开采的过程中，要坚持“安全第一”的基本原则，统筹兼顾实用性、效益性、欣赏性的原则。积极引用国内外的先进技术、先进材料、先进工艺、先进设备，推动矿山建设工程的发展。同时在矿山建设设计的过程中重视社会效益、环境效益和经济效益，严格落实可持续发展措施［3］。

4．2矿山建筑工程结构的基础设计

基础设计作为矿山建设工程中的重要环节，要保证结合矿区的实际情况进行实地考察，了解矿区的地质地貌，进行科学合理的规划，防止出现地质灾害和增加资金投入，同时可以保障矿山巷道的质量，避免发生坍塌事件，如图1所示。矿山建筑工程在建设过程中有地质状况复杂、建设资金投入大等特点。另外，在矿山建筑工程设计过程中，基础设计是最主要的一个环节，只有保证基础设计的合理性，才能保证巷道后期正常使用。因此，为满足矿山建筑工程项目的要求，要发挥基础设计的作用。选择独立基础进行施工，保证支架承受的所有外部压力都可以及时传送到基础构造上。另外，为了降低工程成本，可以适当的提高配筋，增加基础柱的数量，同时在矿山建筑工程基础建设的过程中，要选择耐久性高、质量高的混凝土材料，满足混凝土强度的标准。同时要结合施工的实际情况，不断完善设计图纸，保障在煤矿厂房建设中图纸的适用性和实用性。同时必须满足国家规定的基础承受荷载相关要求和标准，切实保障基础承载力在规定的范围之内。图1矿山坍塌现场

4．3技术细节和结构细节

钢结构设计是矿山建设工程中非常复杂和重要的环节。随着现代科技和信息技术的不断发展和大范围运用，当代工业建筑规划开始融入合理的建筑思维中，生态环境的设计理念已经被人们熟知。随着人们对生态环境认识的不断深入，规划者要根据矿山建筑工程的实际情况，对其进行不断优化和改良。在矿山工程规划中，要认真细致地了解相关结构，要体现出规划者的智慧，表现出矿山建筑工程的特点，规划出更高水平的建筑施工图纸。

4．4从有关方面进行科学的规划设计

从结构的运算来看待矿山结果运算过程产生的相关情况。底框砌体在布局检测的过程中要注意:只可以在刚度均匀的多层布局中使用;在薄弱底层布局的规划设计中，要对塑性形变情况产生有一定的重视:要科学分拨底层架构布局中的压力，实行双重保险模式，建造抗震墙体系，利用抗震墙承载底层架构布局中的压力，架构要依据相关的刚度比例承载过剩的剪力。在刚度进行运算阶段，框架的承受力不能减少，而抗震墙可以减少到其弹性刚度的20%～30%之间。同时要着重研究地震作用产生的压力对底层框架的影响，避免出现不正确的计算方法。应用连续计算法时，不能只考虑运用单向板的计算方法，从结构方面发现矿山结构运算过程中应当注意的问题。①底部架构砌体结构检验核对过程中应当注意:底部剪力法仅可以在刚度比较均匀的多层布局中使用，对具有薄弱层的底层架构混合布局，要兼顾塑性形变聚集的影响，底层架构混合布局的剪力分拨要应用科学的方式。同时在使用双向板运算时，不能忽视建筑材料的影响，要依据矿山工程规划的经验对结果进行总结，按照采用结构规划计算的程序进行运算，依据矿山工程设计的经验，判断计算结果是否准确，是否能够作为建设图规划的数据。②从构造的角度发现矿山结构建设中出现的问题。要注意构造物配筋率的大小限值，不仅要保证矿山建筑构造物在发生地震时有一定的伸缩性，还要保证符合最小配筋的要求。建筑材料的选用也必须满足对质量的需求。要根据国家标准和国家规范，使各个布局物之间能满足规定。

5结束语

综上所述，在煤矿工业建设的规划过程中，不仅要兼顾建筑的基础功能，还要考虑建筑结构设计的整体构造，推动煤矿工业建筑结构的质量提升，保证煤矿工业建筑结构的使用年限。同时，规划人员在设计阶段要顺应时代潮流的发展，引进先进的设计思路和方式，以促进煤矿工业建筑结构设计的发展，推动我国煤矿工业建设向可持续发展道路过渡。

参考文献:

［1］安玉成．矿山建筑工程结构设计要点问题研究［J］．世界有色金属，2018(14):239+241．

［2］唐朝晖，柴波，罗超，等．矿山地质环境治理工程设计思路探讨———以广西凤山县石灰岩矿山为例［J］．水文地质工程地质，2013，40(02):123－128．

［3］屈俊涛，李辉．浅论系统因素与矿山安全管理［J］．西部探矿工程，2011，23(12):203－205．

作者：张虎 单位：兰州煤矿设计研究院