煤礦工業工程結構設計要點

時間:2022-07-09 11:11:40

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煤礦工業工程結構設計要點

摘要:礦產資源在開采過程中應用了一體化開采理論,由各個不同功能的局部組織結合組成。在一體化的開采理論規劃過程中,礦山建筑物的工程建設不僅要體現建筑工程的保護性,還與礦山內部各種要素之間有著直接的關系。

關鍵詞:煤礦工業;工程結構設計;要點

煤炭產業作為新中國成立初期就為我國發展做出巨大貢獻的產業,提高了我國的經濟實力,在我國國內生產總值中也擁有相當可觀的比重,不僅推動了我國能源行業的發展,也推動了我國人民生活水平的不斷提高。煤礦要想成為高質量、高效率的企業,離不開科學的工程結構設計。本文不僅對煤礦工業工程結構的科學性和合理性進行深入研究,也對當今煤礦礦井建設階段中存在的各種問題尋找方法,進行有效的解決。要想保證煤礦建筑結構的合理性和科學性,就要從煤礦建筑材料的選擇、科學設計、建筑規范方面進行進一步的研究深化。

1礦山建筑工程結構規劃概述

隨著我國經濟的迅速增長,不僅推動了我國規劃設計觀念的進步,也促進了礦山規劃設計觀念的發展,導致礦山設計工程構造理念與傳統的設計理念有很大的出入。相比于傳統的礦山建筑工程結構理念,當今的礦山設計工程,不僅要從礦山的實際情況出發應用一體化建設理念,綜合考慮礦山建設機械化設備的選擇和正確的施工方式,還從考慮機械化設備的性能出發,全方位總結,深入研究,找出科學性的礦山產業構造方法[1]。

2現代礦山建筑工程設計的原則

隨著以人為本的理念深入人心,礦山建筑工程已經不能只滿足生產要求,還要考慮人文和人性化的設計理念,使其融入礦山建設工程中。礦山建設工程要綜合考慮礦山與周邊環境,兼顧礦山建筑工程的構造體系、建造礦山需要的成本和施工設備,同時根據建設過程中不斷出現的問題,結合實際合理的規劃生產需要,讓建筑的基本功能與實際生產的需要相適應。在工業設計中,運用現代色彩與現代化的設計理念,展現出現代工業的特征。其次,煤礦建筑的建設嚴格按照國家相關標準和制度進行規劃和建設,適合我國在生態環境方面對建設工地的要求,提高工地中的綠地面積,減少生產性設備占地比重,讓附近建筑物的密度與容積率相適應。在建設規劃的過程中,要應用國家先進的生產方式和生產技巧,提高工業生產的效益,同時也要推動煤礦與產業化、機械工業化的道路靠近。工業建筑物也要向多層次發展,由分散向集中的方向發展,減少對土地資源的浪費。我們在煤礦結構設計中可以遵循下面四個原則。

2.1抓大放小“強柱弱梁”“強剪弱彎”

作為礦山建筑結構中非常重要的兩個設計理念,對礦山建筑構造設計理念有著重要的影響。在礦山建設中,各個構件扮演著不同的角色,它們相互協調,共同構成了建筑的整個設計體系。雖然有優劣之分,但要在礦山建筑結構的設計中統籌兼顧,全面發展,預防突發災害對礦山建筑構造造成破壞。

2.2層層設防

煤礦建筑結構的安全體系是需要全方位設防的。突然狀況發生時,所有的部件都在發揮著自己的作用,減少損失。如果把希望都寄托在單一的構造上,是非常不明智且危險的。比如單片墻的安全程度不如多肢墻的安全程度高,因此就需要我們實現全方位設防的規劃布局[2]。

2.3剛柔相濟

科學的建造布局體系應當是剛性與柔性相互連結。如果建造結構體系剛性太高,會導致建筑結構的抗壓性變差,面對突然的破壞力,不易發生變形,承受巨大的壓力,造成局部損壞的同時摧毀建筑結構體系。而太柔的結構構造,無法承受建筑構造的壓力,容易造成坍塌事件,但是其抗變形能力較強,可以很好地抵御突然的外力作用。

2.4打通關節

關節作為礦山結構體系中的主要組成部分,遍布在礦山結構體系之中。參考許多災害事件,我們發現很多災害的發生都是由于建筑節點遭到破壞,所以科學的構造體系應該是相輔相成的,不僅可以使突如其來的外力迅速傳遞,還可以很快的消除外力作用。針對這個方法,規劃人員要在設計的過程中統籌兼顧,打通構造中的關節,消除外力對節點的影響。在上述四個設計的基本原理中,前三個是設計中的戰略問題,而打通關節這個方法是前三個的基本保障。

3礦山工程項目概況

礦山在設計的過程中要落實環保和經濟理念,結合當地特色,對礦山建筑的布局進行合理、科學的設計,推動礦區交通道路的不斷建設,促進礦區基礎設施的完善,推動礦區礦產開發效率的提高,推動經濟快速發展。同時,礦山建設工程中也要體現出節能理念。

4礦山建筑工程設計

4.1人性化設計

隨著我國以人為本的理念深入人心,礦山建筑工程已經不能只滿足生產中的要求,還要考慮人文人性化的15DOI:10.13487/j.cnki.imce.018811設計理念,將其融入礦山建設工程中。這就需要對建筑工程進行合理規范,解決人與機械、人與交通、人的工作、人的生活等各種問題,促進各個方面的和諧。在開采的過程中,要堅持“安全第一”的基本原則,統籌兼顧實用性、效益性、欣賞性的原則。積極引用國內外的先進技術、先進材料、先進工藝、先進設備,推動礦山建設工程的發展。同時在礦山建設設計的過程中重視社會效益、環境效益和經濟效益,嚴格落實可持續發展措施[3]。

4.2礦山建筑工程結構的基礎設計

基礎設計作為礦山建設工程中的重要環節,要保證結合礦區的實際情況進行實地考察,了解礦區的地質地貌,進行科學合理的規劃,防止出現地質災害和增加資金投入,同時可以保障礦山巷道的質量,避免發生坍塌事件,如圖1所示。礦山建筑工程在建設過程中有地質狀況復雜、建設資金投入大等特點。另外,在礦山建筑工程設計過程中,基礎設計是最主要的一個環節,只有保證基礎設計的合理性,才能保證巷道后期正常使用。因此,為滿足礦山建筑工程項目的要求,要發揮基礎設計的作用。選擇獨立基礎進行施工,保證支架承受的所有外部壓力都可以及時傳送到基礎構造上。另外,為了降低工程成本,可以適當的提高配筋,增加基礎柱的數量,同時在礦山建筑工程基礎建設的過程中,要選擇耐久性高、質量高的混凝土材料,滿足混凝土強度的標準。同時要結合施工的實際情況,不斷完善設計圖紙,保障在煤礦廠房建設中圖紙的適用性和實用性。同時必須滿足國家規定的基礎承受荷載相關要求和標準,切實保障基礎承載力在規定的范圍之內。圖1礦山坍塌現場

4.3技術細節和結構細節

鋼結構設計是礦山建設工程中非常復雜和重要的環節。隨著現代科技和信息技術的不斷發展和大范圍運用,當代工業建筑規劃開始融入合理的建筑思維中,生態環境的設計理念已經被人們熟知。隨著人們對生態環境認識的不斷深入,規劃者要根據礦山建筑工程的實際情況,對其進行不斷優化和改良。在礦山工程規劃中,要認真細致地了解相關結構,要體現出規劃者的智慧,表現出礦山建筑工程的特點,規劃出更高水平的建筑施工圖紙。

4.4從有關方面進行科學的規劃設計

從結構的運算來看待礦山結果運算過程產生的相關情況。底框砌體在布局檢測的過程中要注意:只可以在剛度均勻的多層布局中使用;在薄弱底層布局的規劃設計中,要對塑性形變情況產生有一定的重視:要科學分撥底層架構布局中的壓力,實行雙重保險模式,建造抗震墻體系,利用抗震墻承載底層架構布局中的壓力,架構要依據相關的剛度比例承載過剩的剪力。在剛度進行運算階段,框架的承受力不能減少,而抗震墻可以減少到其彈性剛度的20%~30%之間。同時要著重研究地震作用產生的壓力對底層框架的影響,避免出現不正確的計算方法。應用連續計算法時,不能只考慮運用單向板的計算方法,從結構方面發現礦山結構運算過程中應當注意的問題。①底部架構砌體結構檢驗核對過程中應當注意:底部剪力法僅可以在剛度比較均勻的多層布局中使用,對具有薄弱層的底層架構混合布局,要兼顧塑性形變聚集的影響,底層架構混合布局的剪力分撥要應用科學的方式。同時在使用雙向板運算時,不能忽視建筑材料的影響,要依據礦山工程規劃的經驗對結果進行總結,按照采用結構規劃計算的程序進行運算,依據礦山工程設計的經驗,判斷計算結果是否準確,是否能夠作為建設圖規劃的數據。②從構造的角度發現礦山結構建設中出現的問題。要注意構造物配筋率的大小限值,不僅要保證礦山建筑構造物在發生地震時有一定的伸縮性,還要保證符合最小配筋的要求。建筑材料的選用也必須滿足對質量的需求。要根據國家標準和國家規范,使各個布局物之間能滿足規定。

5結束語

綜上所述,在煤礦工業建設的規劃過程中,不僅要兼顧建筑的基礎功能,還要考慮建筑結構設計的整體構造,推動煤礦工業建筑結構的質量提升,保證煤礦工業建筑結構的使用年限。同時,規劃人員在設計階段要順應時代潮流的發展,引進先進的設計思路和方式,以促進煤礦工業建筑結構設計的發展,推動我國煤礦工業建設向可持續發展道路過渡。

參考文獻:

[1]安玉成.礦山建筑工程結構設計要點問題研究[J].世界有色金屬,2018(14):239+241.

[2]唐朝暉,柴波,羅超,等.礦山地質環境治理工程設計思路探討———以廣西鳳山縣石灰巖礦山為例[J].水文地質工程地質,2013,40(02):123-128.

[3]屈俊濤,李輝.淺論系統因素與礦山安全管理[J].西部探礦工程,2011,23(12):203-205.

作者:張虎 單位:蘭州煤礦設計研究院