煤矿矿井建筑改造、扩建的设计探讨

煤矿矿井建筑改造、扩建的设计探讨

宋建芳

宋建芳

山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司山西高平048400

摘要：目前，我国多地的煤炭基地已经被设置在生产矿井的工业广场内部。由于很多建筑都是建设于上世纪70年代和上世纪80年代的。许多建筑的空间都过小，因此就没有办法满足现阶段生产的要求。从实际执行的过程来看，一些新的设备甚至不能够满足荷载能力的要求，更加不能够满足现阶段抗震设防的要求。因此，在进行扩建改造和设计时，需要先对内部的结构进行鉴定，并配合加固处理。鉴于此，本文对煤矿矿井建筑改造、扩建的设计进行分析，以供参考。

关键词：煤矿矿井；矿井建筑；建筑改造；高质量；标准设计

引言

从煤矿矿井建筑改造和扩建的高质量标准特点出发，合并分析煤矿矿井建筑设计的特点，并结合实际案例进行分析，希望能够在煤矿矿井建筑改造、扩建的高质量标准设计方法给大家更多的参考性意见。

1煤矿矿井建筑进行改造、扩建的基本条件

1970年至90年代建成的煤矿建筑物大部分存在现阶段不能承载煤矿新技术新建费用的问题，但在煤矿建筑重建扩建过程中，所有以前煤矿建筑物的统一改造和扩建必须经过一定的审查，满足煤矿建筑改造和扩建的基本条件。具体的煤矿建筑改造和扩建，首先其煤矿储量必须达到煤矿扩建规格。例如，某煤矿企业矿山建筑设计初期的技术条件不能正确评价煤矿产能，煤炭资源储量评价较低，但实际煤矿资源储量相对较高，在后期开采过程中发现大量可开采的煤炭资源时，为了增加煤矿开采量，适合改造和扩大煤矿建筑。

2煤矿矿井建筑改造和扩建的特点

2.1扩建和改造的项目结构较为多样

目前，多数煤矿矿井扩建和改造的结构较为多样，甚至也会对各种加固的过程提出更高的要求。目前常见的扩建对象主要是由单层钢筋混凝土柱厂房、单层钢结构厂房和其他多层框架结构组成。而单层结构的厂房和砖柱厂房内部也会包含多层的框架结构。厂房内部的上部加层、加吊车梁和抽柱在使用的过程中也会对扩建提出更高的要求。

2.2抗震加固为主要的加固方式

正因为建筑内部的使用功能一直都在不断地发生改变，静力加固仍然为主要的加固方式，从而使得结构内部的承载能力不断地得以提升。所以一般在对煤矿建筑进行加固和改造的过程中，对建筑进行抗震加固显得尤为重要。

3煤矿矿井建筑高质量标准设计的特点

3.1满足生产工艺的要求

目前，多数工业厂房在改造和扩建的过程中都尽力满足有关生产工艺的要求。煤矿建筑工程师应该通过全面分析设备安装、操作、运转和检修方面的要求来有效地确定土建扩建方案。注意在设计的过程中全面考虑柱距、跨度和剖面形式等其他综合性的工艺要求。例如，如果需要扩建某煤矿瓦斯抽放站时，就需要及时拆除山墙抗风柱。但是从现场测量的情况来看，屋面框架梁和抽放站起重机上边缘的距离显然显得不够。后来在调整之后才将框架梁下部的高度增加了200，将上部的高度增加了400。起重机就能够被全面投入使用。

3.2全面满足其经济性的要求

土木工程过程中必须全面节约建设费用。如果不影响整个结构系统，则必须加固单个构件，然后尽可能使用部分加固，以最大限度地减少工程数量并有效地满足经济要求。

4煤矿矿井建筑改造、扩建设计的具体要求

由于生产过程是煤矿建筑工业改造和扩建设计的主要现实依据，煤矿建筑改造和扩建设计需要满足生产过程的需要。根据具体施工过程中机械设备设置、操作维护领域的要求，确定煤矿建筑改造扩建设计方案。与此同时，煤矿的建筑改造、扩建设计还要考虑到柱距、跨距、截面形式等公平因素。例如，为了改造扩大某煤矿的瓦斯排水设施，需要在薄壁上拆除风柱，原始设计方案考虑在拆除风扇后在屋顶框架梁下部增加截面，但是用原始设计方案建造时，屋顶框架梁和瓦斯排水站起重机上缘的安全距离过小，在现场调查的框架梁的上部和下部分别增加，为确保煤气抽运站起重机的安全使用，必须调整设计方案。

5煤矿矿井自动化改造设计

5.1煤矿矿井自动化系统的主要功能

在煤炭资源开采和生产过程中，已与自动化系统有效地结合起来，不仅提高了整体的生产效率，也保证了产品的质量。最重要的是能够保证建筑商的人身安全。其中科学合理使用自动化系统，可以通过远程控制方法直接降低人工费用。煤矿自动化系统的实际应用涉及多种不同类型的功能特性，这些功能在具体应用时可以发挥各自的优点。这不仅为生产系统的正常运行提供了良好的辅助，也保证了最终生产效率的有效提高。

5.2煤矿矿井自动化系统改造设计的特点

改造、升级煤矿自动化系统时，为确保整个设计方案的制定和具体实施过程的效果和目标，必须分析系统现阶段的运行情况，提出目标设计方案。在主系统的改造中，在初始设计和特定实施过程中，可以将现场设备的特定使用参数组合起来，作为升级作业的基础。也可直接应用于井集中控制系统的改造设计。最初完成这些设计后，结合实际情况，可以使用s7-300系列plc作为控制站，与众所周知的多家供应商合作。此系统在实际应用程序中提供了更高的总体性能，并且可以在应用程序中与实际情况相结合，从而灵活有效地控制CST。

6煤矿矿井自动化的实践效益

优化和完善煤矿自动化系统的根本目的是确保该系统在实际应用过程中能有效发挥各项功能特性，同时最大限度地避免危险操作，为提高煤矿企业自身经济效益提供有效的保证。系统经过一系列转换设计和优化，有效提高了子系统的安全性。特别是煤矿生产过程中，语音通信系统、视频监控系统等有所增加。系统可以自动运行，从而在工作时最大限度地提高系统的安全性和可靠性。对提高生产效率也是有效的。自动化系统的科学合理使用，是为了帮助生产系统稳定运行。而且，如果改造并升级的话，在这个领域会发挥更大的作用。

7实际案例

某个在80年代建立的机修车间提出了对桥式起重机安装的要求。主要分如下几个步骤进行：第一，委托有关的机构鉴定原有的结构，再将其改造之后再投入使用。第二，对工业厂房的剖面图进行分析，之后再按照相关的要求和尺寸来估算起重机能够达到的最大跨度，之后再根据估算的数量选择合适的起重机。注意根据起重机的参数确定牛腿的高度。第三，先校对竖向传力构件。但是由于内部的柱轴压力会出现超标的现象，所以也就没有能够加上一定的截面承载力，所以必要时需要运用增大截面的方式来进行柱加固。第四，通过基础校验来加大钢筋混凝土的基础面积。

结束语

在我国经济和科技快速发展的时代背景下，社会工业生产和人民日常生活对于能源的需求越来越大。煤炭是在我国应用比较广泛的主要能源之一，为了满足人们日常生活和经济发展的需求，必须保障煤炭能源的供应量。目前，我国的煤矿很多建造于改革开放初期，开采能力和煤矿规模都不大，很难满足社会对于煤炭资源的需求。

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