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废弃矿井的再利用——智能化停车系统

  [摘要]文章首先分析我国矿井的现状以及当前存在的停车困难问题,并介绍了世界范围内对废弃矿井的二次利用,进而阐述了利用废弃矿井建设停车场的可能性。最后,提出了利用废弃矿井建设智能化全自动停车系统的设想。

  [关键词]废弃矿井 智能化 停车系统

  一、停车场和矿井的现状

  1.车辆数量的增加。随着社会经济的发展,机动车的保有量迅速增加,特别是由于消费水平的提高以及消费观念的转变,私人汽车已不再是奢侈品,而逐渐进入寻常百姓家。另外,据有关研究发现,所谓的补偿心理和从众心理也加速了汽车进入一般家庭的速度。

  2.停车困难问题。众所周知,停车问题产生于20世纪20年代。目前,汽车市场的繁荣无疑已经带动了汽车及其相关产业的蓬勃发展,但与此同时汽车的保有量剧增引起了许多交通问题、社会问题和环境问题,停车难的问题就是其中之一,停车难又会引发诸如交通拥堵、出行不安全等一系列问题。

  3.矿井的发展现状。随着国民经济的高速发展,我国城市地下空间的开发与利用已开始启动且发展迅速。据预测,今后10~15年内将是我国城市地下工程开发利用的重要发展时期。但是,开发地下空间需要的投资很大,这是制约地下空间开发利用发展的最大瓶颈。因此,采取多种渠道筹资、充分利用现有的自然条件和资源、因地制宜地发展地下空间是非常必要的。

  我国地大物博,矿产比较丰富,煤炭、金属、非金属矿井几乎遍及全国各地。矿井地下开采时都有一定的服务年限,年限达到后矿井就要报废。事实上,矿井的报废仅表明井田内的地下矿物已开采完毕,其中的巷道并非已全部毫无用处,有些完全可进行二次利用,应将其列为矿井的二次资源,让其继续发挥余热,为人类、社会服务。尤其当这些矿井位于城市区域时,其利用价值更高,我们没有理由将其白白浪费掉。在此,我们将在市区内或离市区不远的郊区具有矿井的城市泛称为矿业城市或矿井城市。在我国,这样的矿业城市(镇)约有400余座,其中煤炭城市约150座,如抚顺、大同、唐山、枣庄、淮南、平顶山、鸡西等,另外还有若干大大小小的铁矿、铜矿、金矿、矾矿、石膏矿等金属和非金属矿井城市200余座,如南京、包头、鞍山、马鞍山、铜陵、滁州等。这些矿业城市中,目前处于成长期的占19.7%,鼎盛期的占68.3%,衰退期的占12%。鼎盛期和衰退期合计达80%之多,可见今后10~15年内将是我国大中型矿井衰退、报废的集中期,将有大量的地下巷道、硐室被废弃。

  二、世界范围内废旧矿井的二次利用

  利用废旧矿井的压缩空气的蓄能发电。由将废旧矿井的井口进行耐压封闭后形成的硐室作为压缩空气贮能硐室,并与空气压缩机、发电机、汽轮机、压缩空气输送管道、压缩空气控制阀门、变电换流站、厂房所共同组成,作为蓄能介质的压缩空气被贮存在由废旧矿井的井口封闭后形成的硐室内。

  美国密苏里州堪萨斯市,利用矿井采空区建立了一座30万平方英尺的商业、工业中心,运行效果良好;利用开采石灰岩等形成的地下硐室作为事务所和石油储备实验基地。日本利用关闭的废巷道作为实验、研究、观光使用,其中一些巷道由于大量观光者的光顾而带动了该地区的发展。德国布伦瑞克,1965年将采掘岩盐的废巷道用做深层处理放射性废物的实验设施,以及利用采矿空间作为天然气的储能库。

  我国目前对废旧矿井的利用较少,而且未充分考虑到废旧矿井资源的再利用,因此研究对废旧矿井的利用将会有一个非常有利的前景。尤其是对其发展为地下智能化全自动的停车场具有巨大的潜力,具有可观的研究性。

  三、废旧矿井再利用的可行性

  矿井巷道作为普通地下空间来利用,除具有节约土地、保护环境、改善地上交通、不受风尘噪声污染等一般城市地下空间的基本优点外,还具有以下优点:

  防护性和安全性优于一般地下空间。通常的地下空间埋深多超过lOm,多达50m的并不多见,而矿井巷道深度则比较大,深的有数百米,甚至上千米。这样的深度,对于防御战争的空袭、核冲击、抗御地震破坏等肯定优于一般地下空间。

  温度、湿度等环境条件比较好。由于埋深大,受外界影响小,一年四季温度变化小,冬暖夏凉效果好。矿井巷道均位于岩石中,矿物岩层会含有各种不同的物理化学成分及某些元素,它们会放射出某种物质散弥于空气中,对某些疾病会有一定的治疗作用,如前述的乌克兰应用实例。

  节省投资。矿井废弃巷道在新建时已进行了资金投入,虽然利用时要加以改造、加固和修缮,但比新建地下工程空间要节省投资。

  有利于就业安排,具有很好的社会效益。一座矿井小则数百人,多则数千人,矿井一旦报废,便有大量富余人员。矿井的二次利用,可解决部分人员的就业问题,减少下岗人员,促进社会稳定。

  四、智能化停车场的设想

  智能化全自动的停车系统与矿井的相关设施等相协调,达到二者的完美结合,充分利用矿井中原有的结构等设计进行地下停车场的安排与设计,对某些方面进行一定的改造以满足地下机械化的操作。包括以下几个方面的设想:

  A地面相配合的实施等设计。

  B进入井口前的重点部位,重点环节,如安全检查、车辆内部环境、车辆荷载等方面的设计。

  C主副井作为车辆进入地下车场的重要通道,对该提升装置进行相配合的改造,如提升速度、提升重量、提升体积等问题协调。

  D井底空间作为停车的重要空间的设计和改造,对地下空间的合理规划和区域使用的划分,以及车辆运输系统的整体设计等。

  E对车辆出入口的合理设计,合理的联系出口与入口,完成整个智能化全自动车场的总体要求。

  F对全过程的系统化智能化的控制,从全局角度考虑停车场的设计规划安排。

  参考文献:

  [1]陈晨,张克绪,李伟. 岩土工程施工技术 [J].哈尔滨工业大学学报,2004,(4).

  [2]付贵祥,张小刚.利用废弃矿井设施水力蓄能发电的设想[J].煤矿机电,2000,(3).

  [3]赫英臣.煤矿废弃井巷可作为废物处置的安全场地[J].煤炭学报,1999,(04).

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