基于煤礦總圖豎向設(shè)計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)

吳成波

摘要：在整個(gè)建筑領(lǐng)域中，總圖的設(shè)計(jì)是整個(gè)場(chǎng)地設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在對(duì)總圖設(shè)計(jì)時(shí)，要注重兼顧豎向設(shè)計(jì)圖的作用，其與總平面是相互依賴、不可分割的關(guān)系，豎向設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)直接影響到后面的一系列工作，甚至是整體的經(jīng)濟(jì)效益，所以其作用不可忽視。本文主要從煤礦總圖進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)的意義、總圖在豎向設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的原則、煤礦總圖設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)基本內(nèi)容、煤礦總圖豎向設(shè)計(jì)的要點(diǎn)等幾個(gè)方面展開(kāi)研究，并通過(guò)此些內(nèi)容來(lái)探討煤礦總圖豎向設(shè)計(jì)的技巧。

關(guān)鍵詞：煤礦總圖;豎向設(shè)計(jì);技巧

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）33-0239-02

煤礦開(kāi)采業(yè)是自然資源開(kāi)采的一種工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，而煤礦開(kāi)采的場(chǎng)地不是由人為可以決定的，而是由煤炭資源所在的位置所決定。很多地區(qū)的自然地理狀況極差，甚至是惡劣，為煤炭資源的開(kāi)采增加了難度，因此煤礦開(kāi)采的豎向布置尤為重要，且豎向設(shè)計(jì)還決定著整個(gè)建筑的效能是否能發(fā)揮出來(lái)、發(fā)揮出來(lái)的效能是否能達(dá)到最大，所以，這也就決定了總圖豎向設(shè)計(jì)的重要地位。同時(shí)需要強(qiáng)調(diào)的是，豎向設(shè)計(jì)與平面設(shè)計(jì)必須處于統(tǒng)一性的前提下，二者相輔相成，只有二者的功能相配合，才能使整個(gè)建筑場(chǎng)地的各項(xiàng)活動(dòng)得以順利進(jìn)行，并保證經(jīng)濟(jì)效益，加快建設(shè)與開(kāi)采。

1煤礦總圖進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)的意義

煤礦總圖的豎向設(shè)計(jì)在場(chǎng)地的整體規(guī)劃中占據(jù)著不可忽視的地位，是整體設(shè)計(jì)的重要一個(gè)模塊。總圖在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)與總平面布置進(jìn)行總體規(guī)劃和整體布局，二者相互聯(lián)系，相互依賴，具有同等重要的地位和作用，所以，不能將二者分離開(kāi)來(lái)，要進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)與安排，同時(shí)與場(chǎng)地的合理劃分、建筑用地、運(yùn)輸路線等部分進(jìn)行協(xié)調(diào)安排，能否充分利用已有的地形地勢(shì)對(duì)整個(gè)布局的綜合性強(qiáng)弱有著至關(guān)重要的影響，而對(duì)地形地勢(shì)的利用及規(guī)劃也離不開(kāi)豎向設(shè)計(jì)總圖，由此可見(jiàn)豎向設(shè)計(jì)總圖在煤礦開(kāi)采過(guò)程中的重要地位。并且，豎向設(shè)計(jì)總圖的設(shè)計(jì)是否科學(xué)將會(huì)對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的總體效能和效益產(chǎn)生直接的影響，如果不能科學(xué)、全面、合理的設(shè)計(jì)總圖，則某些方面的某些性能的發(fā)揮可能會(huì)受到極大的限制，從而不能充分的利用資源，造成成本的增加，極大的影響經(jīng)濟(jì)效益甚至是社會(huì)效益，尤其是地勢(shì)起伏過(guò)大的地區(qū)，由于地形地勢(shì)的影響，建筑物等的建構(gòu)及位置的確定等更是增加了難度，有鑒于此，豎向設(shè)計(jì)總圖的設(shè)計(jì)更是至關(guān)重要。在總圖的豎向設(shè)計(jì)當(dāng)中，除了考慮場(chǎng)地的安排、路線運(yùn)輸?shù)炔糠忠酝?，還要重點(diǎn)考慮防洪以及坍塌等可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，以免造成不必要的意外和損失。由此可得，煤礦總圖的豎向設(shè)計(jì)在整個(gè)場(chǎng)地開(kāi)發(fā)中對(duì)降低生產(chǎn)成本、合理安排整體布局、維持生態(tài)、減少甚至避免意外、最大程度保證財(cái)產(chǎn)和人員安全等方面具有重要的意義。

2總圖在豎向設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的原則

豎向設(shè)計(jì)總圖在煤礦開(kāi)采過(guò)程中有著不可替代的作用，并占據(jù)著極其重要的地位，為了保證豎向設(shè)計(jì)總圖的合理性與安全性，在總圖的豎向設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循以下幾條原則：

第一，工業(yè)場(chǎng)地的安排要本著在坡度5%以上的地段分布的原則，且最好是選在建筑場(chǎng)地占地的長(zhǎng)度和寬度相對(duì)較小，建筑物的高差又在2米及以上的地段為最適。如果是在山區(qū)的坡地，則應(yīng)該按照階梯式的布局來(lái)安排，即將工業(yè)場(chǎng)地總體設(shè)計(jì)為階梯狀，以擋土墻或者自然地勢(shì)的陡坡為連接，并要使各個(gè)主要的連接的平面存在一定的高度差，高度差起碼要大于1米。

第二，在設(shè)計(jì)豎向圖的標(biāo)高時(shí)，要注意的是盡量避免過(guò)度挖掘和過(guò)度填補(bǔ)，盡量保證原有的地形地貌以及動(dòng)植物等不被破壞，整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程降低對(duì)自然的破壞，減輕對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，最大限度地維持原有的生態(tài)平衡，以免造成山體滑坡或泥石流等自然災(zāi)害，不僅不利于整個(gè)煤礦的開(kāi)采活動(dòng)的進(jìn)行，甚至還會(huì)威脅到財(cái)產(chǎn)安全和人員的生命安全。

第三，對(duì)所處和即將進(jìn)行活動(dòng)的地形、地勢(shì)、地質(zhì)等進(jìn)行一一研究與分析，在其能保證安全的前提下，尋找可利用和改進(jìn)之處，例如填溝造路、依山而建、遠(yuǎn)陡近緩等，要使建筑物的建構(gòu)能在安全的前提下最大程度地降低成本，則應(yīng)將其安排在挖方地段或者是填方少的地段。填方多的區(qū)域可以用來(lái)安置一些材料或者是設(shè)計(jì)路線、管線、某些器材的儲(chǔ)放地等，抑或?qū)ζ溥M(jìn)行單純的綠化來(lái)改善環(huán)境，增加生物多樣性，維護(hù)該處的生態(tài)平衡。

3煤礦總圖設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)基本內(nèi)容

第一，豎向設(shè)計(jì)的形式。在煤礦總圖的豎向設(shè)計(jì)中，首先需要確定的是場(chǎng)地的豎向設(shè)計(jì)形式和平土的標(biāo)高，而后再進(jìn)行場(chǎng)地的平整等活動(dòng)。豎向設(shè)計(jì)形式通常是根據(jù)整平面與整平面之間的連接方式來(lái)分類，主要可分為三大種類型，第一種是場(chǎng)地的處理在整平面之間的高度差呈現(xiàn)出非常小的形態(tài)，整體來(lái)看非常的接近于原有的地形地勢(shì)，此為平坡式設(shè)計(jì)，如果所處的場(chǎng)地坡度較?。ㄍǔＰ∮?%），且場(chǎng)地的寬度也較小時(shí)，則可利用平坡式設(shè)計(jì)形式，這種形式的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于容易鋪設(shè)管道和進(jìn)行向外運(yùn)輸。第二種是場(chǎng)地處理成臺(tái)階狀的形式，各個(gè)平整面之間有著明顯的高度差，其間用擋土墻或者自然地勢(shì)的陡坡為連接，此為階梯式設(shè)計(jì)，如果所處的場(chǎng)地坡度較大（通常認(rèn)為大于3%），且場(chǎng)地的總體面積也較大時(shí)，則可利用階梯式設(shè)計(jì)形式。最后一種是綜合了前兩種設(shè)計(jì)形式，即在場(chǎng)地的設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用平坡式設(shè)計(jì)形式和階梯式設(shè)計(jì)形式，此為混合式設(shè)計(jì)形式，此種形式的利用最為廣泛，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有較大的自由性和實(shí)用性。

第二，總圖繪制以及平土標(biāo)高。平土標(biāo)高與豎向設(shè)計(jì)有著緊密相關(guān)的聯(lián)系，平土標(biāo)高是總圖豎向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，豎向設(shè)計(jì)為平土標(biāo)高提供總體數(shù)據(jù)，同時(shí)，平土標(biāo)高也為場(chǎng)地的平整提供了依據(jù)。場(chǎng)地的標(biāo)高也是一項(xiàng)整體性和綜合性較高的工程，在確定標(biāo)高時(shí)，首要的是確保場(chǎng)地的安全情況，即避免會(huì)發(fā)生洪水、內(nèi)澇等自然災(zāi)害的地方，其次是要與周圍的城鎮(zhèn)、企業(yè)以及居民區(qū)等建筑群的標(biāo)高相符合，以保證便于聯(lián)系、運(yùn)輸便利、排水通暢等可以正常運(yùn)行。另外，對(duì)基礎(chǔ)工程量加以控制，減少對(duì)場(chǎng)地土壤松散程度的影響，場(chǎng)地的挖掘和填補(bǔ)也要因地制宜，一切以原有的自然地形為基礎(chǔ)。煤礦總圖的設(shè)計(jì)是根據(jù)整個(gè)場(chǎng)地及其周圍環(huán)境繪制出來(lái)的，整個(gè)圖包含了多種信息與圖標(biāo)，包括各個(gè)建筑的位置、朝向、周邊道路、綠化等信息，一般高大的建筑、復(fù)雜的地形區(qū)等區(qū)域可用箭頭來(lái)表示，剩余的很多圖示可以利用等高線布設(shè)形勢(shì)來(lái)標(biāo)注。另外，在圖中還應(yīng)該標(biāo)注好容積、綠地占地面積以及道路占地等各種需求，為后期的建筑的定位、建構(gòu)以及細(xì)節(jié)安排提供參考的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

第三，平整場(chǎng)地。在完成豎向設(shè)計(jì)的形式和平土高標(biāo)兩項(xiàng)后，下一步需要進(jìn)行的便是對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，即場(chǎng)地平基圖的設(shè)計(jì)與確定。場(chǎng)地平基圖主要有兩大種形式方法：方格網(wǎng)法和斷面法。方格網(wǎng)法是適應(yīng)于坡度較小、地勢(shì)較為和緩的場(chǎng)地，在利用此方法進(jìn)行平土高標(biāo)的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，必須要先對(duì)坡度進(jìn)行假定設(shè)計(jì)，而后才能對(duì)平土標(biāo)高進(jìn)行計(jì)算，但是假定設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)與真實(shí)的土方量之間還是存在一定的差距，所以還是需要通過(guò)另外的計(jì)算才能使數(shù)據(jù)更加精確，而這也是方格網(wǎng)法的最大優(yōu)勢(shì)所在，即計(jì)算所得數(shù)據(jù)精密準(zhǔn)確，從而被廣泛地應(yīng)用_31。另一種方法是斷面法，此種方法與方格網(wǎng)法相反，是適應(yīng)于坡度較大、地勢(shì)起伏大的山丘類地形處，與豎向設(shè)計(jì)中的階梯式設(shè)計(jì)存在一定的相似之處，不同的是斷面法是將場(chǎng)地的高度差處或長(zhǎng)邊處進(jìn)行“斷面”，即把場(chǎng)地全都放在同一高度上進(jìn)行平土標(biāo)高的計(jì)算。

4煤礦總圖豎向設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

第一，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行深入的研究與分析。在對(duì)煤礦場(chǎng)地進(jìn)行總圖豎向設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)當(dāng)先對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行深入的研究與分析，研究和分析的重點(diǎn)主要是場(chǎng)地所處的地形、地勢(shì)、地質(zhì)、水文、交通狀況。對(duì)地形地貌的研究分析主要是為了對(duì)場(chǎng)地所處的總體地勢(shì)進(jìn)行整體把握，也包括其中的地勢(shì)走向、地形起伏程度等;對(duì)水文情況的研究分析是為了通過(guò)水位的高低、匯流情況及匯水面積等情況來(lái)更好地把握地質(zhì)狀況;對(duì)交通狀況的研究分析是為了與周圍的公路、鐵路以及水路等形成聯(lián)系，以保證輸入輸出的交通流暢。另外，對(duì)場(chǎng)地的各部分進(jìn)行親自勘探考察是保證數(shù)據(jù)精確的重要環(huán)節(jié)之一。

第二，最大限度滿足煤礦開(kāi)采各環(huán)節(jié)的需求。煤礦總圖豎向設(shè)計(jì)本身就是為了便利煤礦場(chǎng)地的開(kāi)采，最大程度的滿足煤礦開(kāi)采各方面各環(huán)節(jié)的需求可以認(rèn)為是總圖豎向設(shè)計(jì)的一個(gè)基本。當(dāng)技術(shù)人員在進(jìn)行煤礦總圖豎向設(shè)計(jì)之前，就必須先去了解煤礦開(kāi)采工程的整個(gè)流程，并把握其作業(yè)特點(diǎn)，而后再根據(jù)所處的地形地貌以及水文等條件設(shè)計(jì)坡度安置和排水、交通等問(wèn)題，滿足各個(gè)環(huán)節(jié)所需要的條件，從而使整條生產(chǎn)、運(yùn)輸線能夠連貫，提高生產(chǎn)效率和安全系數(shù)。

第三，改善物流，尋找最優(yōu)路線。物流是由時(shí)間和空間兩部分決定的，現(xiàn)代物流是集信息、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、搬運(yùn)等各項(xiàng)于一體的集成式新運(yùn)輸方式，這種新運(yùn)輸方式的突出優(yōu)點(diǎn)在于能降低物流過(guò)程中的總成本，并節(jié)約時(shí)間。煤礦的輸出并不十分適合現(xiàn)代物流運(yùn)輸方式，這就需要總圖豎向設(shè)計(jì)的工作人員在設(shè)計(jì)總圖前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行總體把握，繪圖前要將物流運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題考慮到其中去，根據(jù)場(chǎng)地所處位置的自然地理位置和地形地貌以及水文的現(xiàn)況去確定最優(yōu)的運(yùn)輸路線，物流運(yùn)輸?shù)姆较?、重量以及所用的時(shí)間等問(wèn)題都是影響整體效益的部分，這就需要選擇與地勢(shì)相同方向的道路或沿水路順流的方向，以此減小阻力，縮短運(yùn)輸?shù)穆烦毯蜁r(shí)間，減少能源的消耗，節(jié)約總成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

第四，綜合利用場(chǎng)地的可利用條件，達(dá)到設(shè)計(jì)最優(yōu)。根據(jù)場(chǎng)地的地形地勢(shì)、水文以及交通路線等各方面的整體把握，進(jìn)行綜合性的場(chǎng)地設(shè)計(jì)。對(duì)周圍的城鎮(zhèn)、居民群等建筑物群和公路、水路等進(jìn)行標(biāo)注，以保證從生產(chǎn)到運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性。且要根據(jù)不同的地勢(shì)進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，對(duì)較為平緩的地區(qū)，可以建立車間并與該地的等高線處于同一高度上，有利于運(yùn)輸和排水;在地勢(shì)起伏較大的地區(qū)，建筑物的種類可以根據(jù)地勢(shì)而建，或利用階梯狀的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)有利于充分利用場(chǎng)地的資源，也有利于某些建筑物能充分利用地勢(shì)作為自身的優(yōu)勢(shì)條件。

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，對(duì)煤炭資源的需求進(jìn)一步擴(kuò)大，煤礦開(kāi)采的工程量也隨之逐漸增大，在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中總圖豎向設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要的作用，其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性將直接影響到整個(gè)工程，因此，在開(kāi)采前，要做好總圖豎向設(shè)計(jì)的工作，以保證煤礦開(kāi)采的流暢、安全進(jìn)行。