對煤炭工業(yè)礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

馬路濱

(山西晉煤集團(tuán)勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 晉城 048000)

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，煤炭工業(yè)已經(jīng)步入了現(xiàn)代化建設(shè)階段，傳統(tǒng)的工藝流程盡管蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但是難以適應(yīng)發(fā)展，尤其在建筑設(shè)計(jì)上，應(yīng)當(dāng)予以完善和改進(jìn)，保證與煤礦生產(chǎn)相適應(yīng)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與創(chuàng)新性要在具體措施中加以體現(xiàn)，結(jié)合煤炭工業(yè)的生產(chǎn)特征以及場地布局，考慮煤礦工藝的實(shí)際情況，使建筑設(shè)計(jì)既能符合具體生產(chǎn)需要，又能做到人性化的展示，為煤礦的現(xiàn)代化發(fā)展形成有益的示范效應(yīng)。

1 煤炭工業(yè)礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理

煤炭工業(yè)礦井的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與一般的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，有其特殊的地方，建筑場地、環(huán)境、工藝的特殊性等使其要綜合諸多方面的特點(diǎn)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)[1]。由于煤礦礦井的面積廣闊，工藝繁多，建筑設(shè)計(jì)的跨度比較大，而煤炭工業(yè)建筑要考慮其負(fù)載能力以及整體布局采取的技術(shù)材質(zhì)，在設(shè)計(jì)上往往偏向于輕質(zhì)材料的選擇，從而減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給煤礦帶來的負(fù)荷，對于礦井下的建筑更是如此，這是為了提高安全指數(shù)而采取的必然措施。同時(shí)，由于煤炭工業(yè)建筑的特殊性，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在不斷地創(chuàng)新中，構(gòu)架新型化特點(diǎn)明顯，在外觀的設(shè)計(jì)上也有新的變化。煤炭工業(yè)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首要考慮的因素是安全性，在建筑安全得到充足的保障上才加以進(jìn)行其他因素的需要，諸如美感，藝術(shù)性等。因此，其原理是綜合煤炭工業(yè)的各方面條件，分析各項(xiàng)指標(biāo)，嚴(yán)格按照符合安全的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)確定，并按照標(biāo)準(zhǔn)評估設(shè)計(jì)效果，建立模型，運(yùn)用多種現(xiàn)代化技術(shù)加以整合，形成優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)施。煤炭工業(yè)是一個(gè)危險(xiǎn)系數(shù)比較高的行業(yè)，性能指標(biāo)要著重考慮，同時(shí)也要兼顧美學(xué)等價(jià)值指標(biāo)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更趨于科學(xué)化。

2 煤炭工業(yè)礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

煤炭工業(yè)中的建筑是煤礦生產(chǎn)需要配置的設(shè)施，具有多方面的用途，對結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)能夠在綜合建筑各方面需要的同時(shí)強(qiáng)化建設(shè)的合理性，使煤炭工業(yè)建筑的綜合效應(yīng)達(dá)到最大化。建筑的實(shí)際建設(shè)完成，必須有整體的規(guī)劃，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既起到了對建筑的規(guī)劃作用，并實(shí)現(xiàn)了與煤炭工業(yè)特點(diǎn)的結(jié)合，使建筑與工業(yè)相適應(yīng)，增強(qiáng)建筑的價(jià)值體現(xiàn)。通過設(shè)計(jì)方案的對比，形成最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，能夠降低建設(shè)成本，在性能上也更加有技術(shù)保障，同時(shí)各項(xiàng)建筑指標(biāo)的達(dá)成，也確保了建筑的安全性，滿足了煤炭工業(yè)的生產(chǎn)要求。隨著煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，煤礦生產(chǎn)方式不斷發(fā)生新變化，煤炭工業(yè)建筑理念也在不斷更新，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠及時(shí)運(yùn)用最新的理念，加以體現(xiàn)到具體的施工建設(shè)當(dāng)中，確保煤炭工業(yè)建筑的現(xiàn)代性，使其適應(yīng)生產(chǎn)，保障礦區(qū)的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全[2]。

3 煤炭工業(yè)礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的改進(jìn)措施

煤炭工業(yè)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須體現(xiàn)安全性，因而其設(shè)計(jì)要求較一般的建筑設(shè)計(jì)高出很多，同時(shí)由于以往建筑設(shè)計(jì)對功能、安全等指標(biāo)的過于注重，而忽視了其他方面的考慮，使得設(shè)計(jì)上存在一些問題，需要在具體設(shè)計(jì)中加以改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)展要求。

3.1 明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)模型

煤炭工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的成型由各項(xiàng)具有重要作用的指標(biāo)數(shù)據(jù)決定，這也是在設(shè)計(jì)中的重要參考依據(jù)，對設(shè)計(jì)方案的最終完成有著重大影響[3]。建筑設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)包括目標(biāo)參數(shù)、控制參數(shù)等的設(shè)定都要結(jié)合煤礦的實(shí)際情況，將波動(dòng)幅度小的參數(shù)選擇出來，作為指標(biāo)形成參照標(biāo)準(zhǔn)，能夠在設(shè)計(jì)中更加精準(zhǔn)地得出與目標(biāo)參數(shù)相符的數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)中，建筑材料以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸、面積等指標(biāo)需要在建設(shè)前設(shè)定出來，對各項(xiàng)參數(shù)前處理。相似的函數(shù)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)多組，以便在比較中找出最優(yōu)化的方案。通過函數(shù)分析煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，為工程建設(shè)最大限度地節(jié)省了時(shí)間、材料等。同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全性與使用年限等的硬性規(guī)定，設(shè)計(jì)要權(quán)衡約束條件，結(jié)合力學(xué)等科學(xué)確定架構(gòu)的剛性、結(jié)構(gòu)形變限度等，確保符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)各項(xiàng)重要指標(biāo)都確定之后，以此為參考建立標(biāo)準(zhǔn)模型，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加直觀化，有助于煤炭工業(yè)建筑的最終建設(shè)。

3.2 綜合計(jì)算數(shù)據(jù)，選擇最佳設(shè)計(jì)方案

煤炭工業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了龐雜的數(shù)據(jù)確定外，還設(shè)計(jì)多項(xiàng)計(jì)算程序的運(yùn)行，這也是改進(jìn)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[4]。由于煤炭工業(yè)建筑要求高，變量復(fù)雜，多種設(shè)計(jì)條件在其中需要綜合考慮，因而對其進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)建筑建構(gòu)的精確化。在計(jì)算當(dāng)中，結(jié)合實(shí)際需要，采取不同方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行演算，轉(zhuǎn)化約束條件，節(jié)省時(shí)間，恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方式能夠推動(dòng)程序的最優(yōu)化，使其用途更加齊全，運(yùn)行更加高效，多個(gè)小程序的有機(jī)組合，形成程序的綜合化，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更有保障。通過程序的運(yùn)算，結(jié)合計(jì)算結(jié)果，在模型的矯正下，根據(jù)現(xiàn)實(shí)要求，選擇煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最佳的方案。通過對這個(gè)方案進(jìn)行可行性的評估以及安全性等的結(jié)合，進(jìn)行具體實(shí)施建設(shè)。同時(shí)，在以往建設(shè)中對煤礦建筑美觀因素考慮不足的具體情況下，將外觀等參數(shù)置入計(jì)算當(dāng)中，在方案中加以體現(xiàn)，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人性化。

3.3 綜合分析計(jì)算結(jié)果，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量

由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中參數(shù)的復(fù)雜性，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果也多樣化，主要的設(shè)計(jì)人員要將計(jì)算結(jié)論加以統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行綜合分析，通過各個(gè)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的比對，形成科學(xué)的認(rèn)識[5]。在此基礎(chǔ)上，從多個(gè)角度抓住方案細(xì)節(jié)，分析異同點(diǎn)，避免因疏忽而遺漏了關(guān)鍵點(diǎn)，致使出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的漏洞。煤炭工業(yè)的建筑建設(shè)是一項(xiàng)綜合的工程，需要?jiǎng)佑么罅康馁Y源，因此，設(shè)計(jì)上必須精益求精，在考慮節(jié)省成本的同時(shí)，對建設(shè)技術(shù)也要相應(yīng)地加以改進(jìn)。通過對數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的綜合分析，設(shè)計(jì)方案的比對，消除了建設(shè)中的各項(xiàng)弊端，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加趨于科學(xué)性，從而保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供了重要的保障。

4 結(jié)語

煤炭工業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要科學(xué)地綜合建筑的多項(xiàng)指標(biāo)，考慮煤炭工業(yè)生產(chǎn)的許多因素，因而在設(shè)計(jì)上要保證其合理性，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)在設(shè)計(jì)過程中對各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)的精確化處理。結(jié)合力學(xué)、建筑學(xué)等多種學(xué)科知識，將現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)理念運(yùn)用其中，在首要考慮安全性的同時(shí)，加強(qiáng)煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其他功能價(jià)值的置入，能夠推動(dòng)煤炭工業(yè)建筑的健康發(fā)展。同時(shí)，隨著工業(yè)生產(chǎn)的深刻變化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人性化要求日益強(qiáng)烈，在當(dāng)前的煤炭工業(yè)建筑上，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)新理論的指導(dǎo)，最大限度地帶動(dòng)煤礦建筑朝現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。

[1]劉慶雪，劉曉玲，李明，等.某煤炭工業(yè)場地黃土高邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的理論分析[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，26(58)：314-319.

[2]林杜軍，宮守才，張銀洲，等.平朔東露天煤炭工業(yè)場地地下水位變化對建筑設(shè)計(jì)的影響因素的分析[J].中國工程科學(xué)，2012，24(57)：49-53.

[3]陳其芳，牛國軍，王海軍，等.灰色系統(tǒng)理論在煤炭工業(yè)廣場地表沉降預(yù)測中的分析應(yīng)用[J].中國科技信息，2012，45(58)：74-74.

[4]鄒俊，黃路平，鄧俊豪，等.煤炭工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].工業(yè)科技傳播，2013，26(59)：45-46.

[5]佟月強(qiáng)，郝明建，辛海紅，等.試論煤炭工業(yè)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012，26(55)：215-216.