关键词：选矿厂；总平面设计；竖向设计；管线综合设计；绿化设计
选矿厂的总平面设计是矿山设计中重要组成部分，它关系到选矿厂的工程建设投资以及未来的运营成本。总图设计是工程设计中重要组成部分，而总图方案的确定是在企业总体规划的基础上，结合工艺流程、厂址的建设条件和生产发展要求进行的初步设计。
工厂总平面设计是根据工厂的生产性质、规模、生产流程及场内外运输条件，结合当地自然条件，对工厂的各个部分，包括各建构筑物、堆场、露天操作场地、运输线路、工程管线、绿化等进行科学全面的安排布局，并考虑厂区预留发展。
厂区总平面布置应严格执行国家颁布的规范、规定，在满足安全要求的前提下，力求因地制宜，节约用地，保护环境，节省投资。
1选矿厂总平面布置分析步骤与设计方法
首先应在熟练掌握国家、地方现行规范、规定的前题下，针对不同工程项目性质，制定其行之有效的措施。
其次，要进行深入细致的调查、收集、研究资料是不可缺少的。收集建设场地区域位置，建设用地红线图及对应的规划设计要点，地形地貌、水文、地质，水、电来源，周边环境等基础资料；与业主进行充分的沟通，了解业主对项目的要求及近远期规划；拜访建设地相关的行政主管部门，了解他们的要求和意见。作为总平面布置的基础资料和设计依据。
再次，在实际工程项目设计中，尽管因其性质、规模、建设条件有所不同，但它们所共有的基本原则必须掌握，经过学习和实践可概括如下：
（1）应符合当地城市或者乡镇的总体规划要求；
（2）如工程有远期发展要求时，应考虑近期和远期建设相结合并满足使用、技术、经济的合理性；
（3）技术上不仅经济合理，还应结合当地地形、地质、水文，气象等条件，做到因地制宜；
（4）应满足生产、生活的使用功能要求，工艺流程畅通，使用管理方便；
（5）满通运输要求，交通线路要清晰，短捷；
（6）应符合防火、环保、卫生、安全等技术规范、规定要求；
（7）应做到竖向设计布置合理，充分结合场地的地形、地势，并能够正确确定建筑构筑物空间位置；
（8）管线综合布置合理，地上与地下管线应合理配置，少占地，山地建筑管线走向应力求简捷；
（9）应合理进行绿化布置与环境保护，绿化布置要与建筑构筑物，道路，管线的布置统一考虑，使其能充分发挥作用。
上述原则，在实际工程中如何体现也是全面检验我们总平面设计质量的重要标志。
2选矿厂的总平面设计
2.1首先考虑物料流向顺向短捷
物料流向顺向短捷对于选矿厂具有重要意义，一般选矿厂的服务年限都在数十年，如果能做到顺向短捷，将会节约大量的运输功。从长远来看，具有良好的经济和社会效益。
水在选矿厂充当载体在厂内部循环流动，流向比较复杂。为缩短水的运输距离，将循环水泵站、总砂泵站、浓缩池和主要用水车间主厂房集中布置，从而缩短管线长度，减少输送距离，有效节约能源。
2.2功能分区明确
功能分区是将生产性质相同、功能相近、联系紧密的建构筑集中布置。明确的功能分区，有利于厂区的环境和卫生，有利于合理组织人流和货流，减少相互之间的影响。
2.3就近原则
就近原则就是辅助设施尽量靠近所服务的车间，缩短管线及运输线路长，有利于节约用地，降低投资成本及生产经营成本。在该选矿厂布置中，机修设施及仓库布置在主厂房附近，便于设备检修；循环水泵站布置在靠近主厂房及尾矿浓缩池，减少水循环距离，节约管道投资和运营成本；配电室相邻所服务的车间，电缆能够直接连接。
2.4厂区通道宽度合理
厂区通道宽度合理与否，直接影响到总平面布置的紧凑程度和厂区的占地大小，过小的通道会造成道路狭窄、工程管线布置、维修困难，反之过宽的通道会造成工程占地过大，运输道路及工程管线投资增大，运输距离增加，各车间联系不方便等情况，因此在选矿厂总平面布置时，必须合理确定通道宽度。影响厂区通道宽度的主要因素有道路宽度、工程管线占地、竖向布置占地（如挡土墙、护坡等）、排水构筑物、绿化以及建构筑物的防火、采光、通风等。
2.5道路功能明确
道路是厂区的血脉，承担运输、交通等功能，厂区内往往有多条道路，其功能不尽相同，要达到路尽其用，既不拥挤又不浪费的理想状况必须明确其功能要求。厂区道路分为主、次干路和支路，一般厂区主、次干路担负厂区各功能区之间以及厂区主要物料、人员的运输任务，同时也是各功能分区的界限。支路与干路相连接在各分区之间承担连接各车间的任务。
3竖向设计及道路运输
场地竖向设计应考虑不受洪水和地区积水的威胁。场地竖向设计应与厂外及周边竖向布置衔接。场地竖向设计应满足工艺流程对高程的要求，各街区竖向设计应有利于场地雨水就近排入厂区外排水系统。
4管线综合设计
管线综合设计应与厂区总平面布置、竖向设计和绿化布置统一进行。管线布置顺序，自建筑红线向道路方向布置，依次为：（1）电信电缆；（2）电力电缆；（3）热力管道；（4）各种工艺管线；（5）生产及生活给水管道；（6）工业废水管道；（7）生活污水管道；（8）消防水管道；（9）雨水排水管道；（10）照明及电信线杆柱。
地下管线平行及交叉布置原则，压力管让自流管；管径小的让管径大的；易弯曲的让不易弯曲的；临时性的让永久性的；工程量小的让工程量大的；新建的让现有的；检修次数少的方便的让检修次数多的、不方便的；给水管道在排水管道之上；可燃气体管道应在热力管道除外的其它管道上；电力电缆在热力管道下，其它管道上；氧气管道在可燃气体管道下，其它管道上；腐蚀性的介质管道在其它管线下面；热力管线在可燃气体管道及给水管道上。
5绿化设计
利用绿色植物消除工业“三废”对环境的污染。绿色植物保护环境的作用有：吸收有害气体和造氧、调节气候，美化环境，过滤粉尘，杀死病菌，减弱噪音，监测污染、防尘、防噪声、防火和改善环境。
选矿厂总平面布置会受到内外部各种因素的影响，各因素之间会有矛盾和冲突的地方。当产生冲突与矛盾时，应抓住主要矛盾、淡化次要矛盾，综合分析各种因素影响程度，合理确定总平面布置。
参考文献
[1]雷明.工业企业总平面设计[M]，陕西科学技术出版社，2005
交通运输行业是我国国民经济发展的基础性和服务性行业，也是主要的终端用能行业，在为经济发展提供有力支撑的同时，也产生大量的能源消耗和严重的环境污染。据统计，2014年交通运输行业的能源消耗量约占全社会能源消耗量的10%左右，且消费的能源种类主要为汽油、柴油、和天然气等不可再生能源，产生大量的CO、HC等污染气体。在国家大力推进生态文明建设，实现绿色循环低碳发展的宏观政策环境下，2013年交通运输部相继出台了《加快推进绿色循环低碳交通运输发展指导意见》等政策文件，计划到2022年基本建成绿色循环低碳交通运输体系，并先后颁布实施绿色循环低碳交通运输省份、城市、公路、港口考核评价指标体系，推动了绿色低碳交通运输体系的建设和发展。公路运输场站作为推动交通运输发展的重要基础设施，也是构建绿色循环低碳交通运输体系中重要环节，推动及实现绿色循环低碳的公路运输场站发展势在必行。公路运输场站是指客运站和货运站（场），客运站是为旅客运输提供旅客换乘、周转等服务的场所；货运站（场）是为货物运输提供货物集散、分拣、周转等服务的场所。绿色低碳的公路运输场站是指以减少温室气体排放为目标，以降低能源（资源）消耗、减少污染为基础，注重公路运输场站在设计、建设及运营环节的高能效、低污染、低排放，提升资源的利用率和减少环境污染。
2国外公路运输场站绿色低碳发展政策与技术应用现状
欧美等发达国家交通运输行业十分发达，公路运输无论是客运还是货运在运输行行业所占比重较高，作为运输网络基础设施的汽车客运站和货运站（场）的建设也具有较高的水平。但随着能源使用的紧张、环境污染的加剧，环保型、节能型场站的发展趋势不可逆转。因此各国特别重视场站设计、建设及运营等环节的节能减排和绿色低碳，并制定相关节能法规及标准，积极推广应用节能减排新技术，提高能源的使用效率，降低能源消耗，使场站更节能、更环保和更低碳。
2.1公路运输场站绿色低碳相关法规和技术性标准
公路运输场站作为公路运输网络中重要的节点，也是公共建筑的主要组成部分。国外公路运输场站不仅注重站内运输工具及设施设备运营过程的节能，同时也注重服务于运输活动的建筑节能，并制定相应的法规和规范性文件。在公路运输场站内运输工具节能减排方面，国外发达国家早在1975年就出台相关法规和车辆燃油经济性标准，以限制公路运输活动对资源和环境产生的负面影响。（1）美国颁布的《2005年能源政策法案》中，系统涵盖了能源效率、可再生能源、石油和天然气、车辆和燃料、机动车辆的燃油效率/企业平均燃料经济性标准（CAFE）、电力、乙醇和汽油及建筑节能等主要内容，对运输工具（车辆）提出能耗和排放要求。（2）欧盟的《车辆排放法规》，对车辆的排放提出了具体限值，目前部分成员国已经执行到欧Ⅴ排放标准，有效地节约了能源，降低车辆排放。在公路运输场站建筑节能方面，国外发达国家也为了提高建筑中能源的利用率，减少建筑能耗损失，积极制定和实施建筑节能方面的法规和标准。（1）美国在1975年第一次颁布了美国采暖、制冷及空调工程协会标准《新建筑物设计节能》（90-75），并在1977年实施了《新建筑物结构中的节能法规》，并在以后每5年对标准进行一次修订，此外，美国加州2008年通过的《建筑物绿色标准法规》要求加州所有新建筑，包括公路运输场站、学校、医院、商业大楼以及公共场所在未来五年内减少百分之十五电力的消耗、百分之二十的水资源消耗[1]。（2）欧盟2006年实施的《能源效率行动计划》提出到2022年实现节能20%的总目标，具体涵盖公共建筑、运输和制造等行业，包括制定严格的电器节能标准，推广节能建筑、节能汽车等75项具体措施，进一步推动欧盟场站建筑节能的发展[2]。（3）日本颁布的《节约能源法》，也对新建建筑有明确的节能要求和节能标准，对场站建筑的节能发展起到推动作用。同时日本住宅金融公库颁布的《住宅建筑保温隔热标准》，要求建筑部分热阻，对所用的各种保温材料规定了最小的限度，有效的促进了公路运输场站的绿色低碳建设[3]。在公路运输场站运营方面，国外发达国家也出台相关的节能法规和标准，推动场站选用节能设施设备，财政提供补贴，积极鼓励使用新能源。如美国《2005年能源政策法案》鼓励公路运输场站使用可再生能源、清洁能源以及节能技术产品，减少场站运营时的能源消耗和环境污染，保持生态平衡和可持续发展。
2.2公路运输场站绿色低碳技术应用现状
世界各国在制定绿色低碳相关节能法规和标准、采用相关节能措施降低公路运输场站能源消耗之外，还积极推广应用绿色低碳节能技术，针对公路运输场站设计、建设及运营的特征，世界各国采用的绿色低碳技术主要包括以下几个方面。（1）合理规划、布局及设计公路运输场站的规划合理、布局得当、设计科学，是决定公路运输场站实现绿色低碳发展的基础。国外发达国家在规划中常以多式联合运输为基础，最大限度地便于换乘和营造集疏运中心，对站点布局建设强调规划先行，且要严格服从政府制定的运输场站布局规划。站内布局尽量采用小站房、大场地结构，采用立体化建筑充分利用土地，尽可能缩小规模，并且还要使得场站内布置合理，功能搭配得当，以利于提高车辆在场内的运营效率，减少能源消耗和污染排放。在设计方面，通过设计有利于节能的建筑朝向和平面形状，限制建筑的体形系数、窗墙比，减少热能损失，并充分利用自然风来减少空调耗能，实现场站的科学设计。（2）充分利用新能源为实现公路运输场站的绿色低碳循环，国外发达国家充分利用太阳能、地热能等新能源，降低场站对传统能源的消耗。德国公路运输场站在设计时要求做到布局紧凑合理，建设时充分利用太阳能技术，运营时要求热水用量来自太阳能不得小于60%，1/3用电量来源于太阳能。此外，法国、加拿大等发达国家也充分采用太阳能技术，降低场站对常规燃料的消耗。德国在应用太阳能的同时，也充分使用地热能，把供热系统和通风系统连成一体，利用地热能改善环境条件[4]。目前，瑞典、瑞士、奥地利等发达国家也积极采用地热能新能源。（3）建筑保温材料及技术建筑作为公路运输场站的重要组成部分，其绿色低碳也是公路运输场站绿色低碳的一部分。为实现场站建筑的绿色低碳，各国场站建筑中采用了大量的新型建材和保温材料，如新型保温材料NEO-POR和挤塑聚苯替代品PERIPO的应用，前者可以降低产品汲水率和导热系数，后者应用在建筑物以下地下室的外墙部分，能起挡土和保温作用；复合墙体结构技术已成功应用于场站建筑的建设环节，将保温隔热材料附着或填入墙体内，以提高墙体的热阻，改善整个墙体的热工性能。（4）节能空调及照明技术空调和灯具是公路运输场站的主要电气设备，也是主要的能源消耗设备，因此发达国家多采用效率较高的暖通空调制冷设备和节能照明灯具。如日本的空调多为集中式的变水流量与变风流量系统，在新风与排风之间，设有全热交换器，空调系统的热源采用真空式锅炉，真空式锅炉的压力是处于真空状态，保证安全，一般锅炉效率都在88%左右[5]；又如美国场站积极采用“能源之星”认证的高能效产品节能节能空调和照明灯具，从而节省场站能源费用，并保护环境。（5）节水技术水资源是公路运输场站建设运营的主要资源消耗种类之一。因此国外发达国家非常注重水资源的合理利用，一般通过减少生产用水量，提高产品用水量的利用效率等节水措施，如循环用水、冷却塔回用水、采用节水型用水器具、优化草坪浇灌用水、实行漏水控制等。此外，还采用一些经济、等其他措施，如对场站用水实行监测，确定正确的用水量估计、调整水价结构等。许多国家或地区还加强场站对非传统水源的使用，如污水回用和雨水的就地利用等。如日本的一些公路运输场站就采用了雨水蓄水库，将雨水蓄积起来作为公路厕所的冲洗用水。（6）充分利用自然环境日本于上世纪90年代提出了“与环境共生住宅”理念[6]，强调建筑立面设计技术、自然采光、通风技术、太阳能供电系统、分区空调系统、智能照明系统、分区热水采暖和制冷系统、水回收系统等设计与环境、气候协调的建筑是节能的重要方法。因此日本公路运输场站在设计时特别重视屋檐、窗帘、遮阳板、挑阳台等布局设计，利用周围自然条件，改善局部区域的微气候，实现场站的能源消耗，如充分利用自然风来减少空调耗能；在场站建筑物周围种花草树木，可以调节区域内的微气候，树木绿叶具有遮阳作用，减少了空调能耗。国外发达国家通过制定健全的场站节能法规和技术性标准文件、采用相关节能减排措施、积极推广应用场站的绿色低碳技术等手段，实现了公路运输场站绿色循环低碳节能发展。
3我国公路运输场站绿色低碳发展政策与技术应用现状
近年来，随着我国经济的发展，公路运输场站及其场站的绿色低碳都得到了长足有效发展，在一定程度上改善了公路运输场站的状况，使得公路运输的合理化程度得到了一定提高。
3.1公路运输场站绿色低碳相关法规和技术性标准
自上世纪80年代以来，我国就提出了“开发与节约并重，把节约放在优先地位”的能源战略方针，来推动了公路运输及其场站节能减排工作的发展。随着公路运输行业的发展，公路运输场站数量的增加，管理部门相继出台一系列节能标准和规范性文件，交通行业标准《汽车零担货运站站级与建设要求》、《汽车客运站级别划分和建设要求》、《集装箱公路中转站站级划分、设备配备及建设要求》规范公路运输场站在设计建设和运营时应遵循的节能原则和操作要求。《道路货物运输及场站管理规定》、《道路旅客运输及客运站管理规定》等部门规章从客、货运站（场）的经营许可、经营管理等方面提出要求。2012年，交通运输行业颁布实施的《客运站建设项目节能评价方法》、《货运站（场）建设项目节能评价方法》、《公路运输行业节能评价方法》、《公路运输企业节能考核规范》等规范性文件，规范了客、货运站（场）的节能指标、节能操作、评价方法、评价项目等内容，形成较为完善的公路运输场站节能评价体系。场站建筑作为公路运输场站的重要组成部分，建筑能耗是公路运输场站能源消耗的一部分。近年来，国家出台了《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》等相关法律法规，加强公路运输场站建筑的节能节地要求。国家标准《建筑给水排水设计规范》、《建筑照明设计标准》、《公共建筑节能设计标准》、《绿色建筑评价标准》等从不同的角度提出场站建筑的节能要求。
3.2公路运输场站绿色低碳技术应用现状
我国公路运输场站绿色低碳技术的应用主要是在场站的设计、建设及运营环节，设计时采用先进的理念，降低能源的消耗；建设时采用新型建筑材料和充分利用自然条件；运营时积极采用新能源和节能节水技术产品。总的来说，公路运输场站绿色低碳技术应用主要表现在以下几个方面。（1）合理规划、布局及设计随着公路运输场站的快速发展，场站规划合理、布局得当、设计科学在场站节能减排中尤为重要，一些新设计的场站特别注重场站的规划、布局及设计，使场站内各功能用房布置合理，功能搭配得当，客流（货流）、车流等流线设计合理，实现场站规划、布局及设计的绿色低碳。（2）充分利用新能源太阳能的利用有光热转换以及光电转换两种方式。广义上的太阳能的来源是多方面的，利用建筑节能技术，以隔热、遮阳技术为主体，发展太阳能推广技术。目前，极少数的公路运输场站使用太阳能照明灯作为汽车客运站的照明工具。太阳能电池板也逐渐得到应用，既节能又环保，同时也能实现可持续发展。但从目前的情况看，太阳能技术在公路运输场站的应用比例不高，还有待进一步提升。（3）建筑新型材料目前我国公路运输场站在建筑新型材料的应用主要以新型的吸声材料、建筑新型墙体材料、保温材料等为主。吸声材料具有薄膜作用或者共振作用，自身的多孔性对入射的声能具有很强的吸收作用，使声能无反射的进入吸声材料，使入射声能绝大部分被吸收，吸声材料的应用降低了场站对周围环境造成的噪声；加气混凝土砌砖新型墙体材料是一种可用木工工具切割而成型的，用一层薄薄的沙泥砌筑表面，有特殊拉毛浆粉面，具有阻热蓄能效果，是一种环保节能新墙体材料；此外，聚苯乙烯泡沫塑料（挤塑）、憎水型复合硅酸盐聚氨酯保温板等建筑绝热保温材料也得到一定的应用。（4）节能节水产品目前，我国公路运输场站选用的照明、空调等电力能耗设备和水资源消耗设备均能符合国家的一般要求。部分场站为了减少降低运营过程中对能源的消耗，降低运营成本，其增加建设环节的投资，购买和使用符合国家更高能效要求的高效节能空调、冰箱、照明器具、风机、水泵等。
4完善我国公路运输场站绿色低碳的几点建议
“无水港”是指港口依托高速公路或铁路向内陆地区拓展，把港口的功能向缺少出海港的城市延伸，通过设立无水港口的形式，使内陆地区的进出口贸易均可在当地的无水港口实行报关、报检、签发提单等一站式服务，并享受港口的一切政策待遇“。无水港”的出现是物流运营观念和竞争机制创新的产物，是未来物流体系竞争的体现。尽管以临水港口为中心的贸易物流运营及海关监管方式，仍然占据主体地位，但随着观念的更新、机制的变革和以延伸内陆出口物流营运为主要功能的“无水港”功能的不断完善。对“无水港”相关产业策划、政府职能转变等提出了新的挑战。规划和建设较高起点的、与国际接轨的“无水港”，也是今后一段时间应重点研究的课题。
2建立内陆无水港的条件
无水港的建立需要耗费大量的人力、物力、财力，对建立地点的各项要求也很苛刻，因此切不可盲目乱建，应视本地的实际情况，经过科学的可行性分析而定，一般建立无水港应具备以下基本条件：
2.1合理的产业基础
无水港的功能和优势最适宜发展集装箱运输，因此，是否有足够的外贸商品特别是适装货源的生成量对于建立无水港至关重要，而集装箱货源的生成量主要取决于一个地区的经济规模和产业结构，批量大、附加值高的产品的多少决定了当地的集装箱生成量。无水港项目成功的前提是要有充足的货源量作保证，那些经济基础好、产业结构合理的发达地区是建设内陆无水港的首选地址。
2.2可靠便捷的交通运输系统
在整个内陆与海港的运输通道中，无水港和海港分别是外贸进出口货物的启运地和目的地，无水港是进出口货物在内陆地区的节点和枢纽，它必须以发达的交通运输体系作为依托。因此，无水港应建立在铁路和公路运输通道的枢纽地区，并积极创造条件开辟铁路班列或公路班车运输，在一个相对封闭的运输系统中充分利用海关、检验检疫等部门的直通政策，方便于进出口单位，创造最大的社会效益和经济效益。在具体选址时要选择铁道部规划的铁路集装箱运输物流中心或集装箱专办站货场内或附近。
2.3完善的基础设施
无水港的建立应具备一定的场地面积，面积在200至300亩之间，有硬化的场地，满足集装箱作业条件，并拥有充足的发展预留用地；要有仓库、作业机械和拖车等，要拥有专业的技术业务人员和成熟的业务操作系统等。
2.4当地政府和相关部门的支持
无水港建设是复杂的系统工程，真正实现无水港各项功能，需要当地规划、海关、检验检疫、铁路、公路、外汇、银行以及其他相关部门的密切配合和积极支持，需要当地政府的协调。从某种意义上讲，无水港的建设取决于当地政府的对此认识程度和支持力度。在满足以上基本条件的同时，为了实现真正意义上的沿海港口和边境口岸功能向内陆地区的延伸，可以设立配套的A型或B型保税物流中心，发挥保税物流功能，以满足无水港内众多企业保税仓储，国际物流配送，简单加工和增值服务，检验检测，进出口贸易和转口贸易等业务的需求，享受只有自由贸易区才可享受的优惠政策。
3建立内陆无水港的运作模式
与内陆合作建设无水港，模式灵活多样。合作方可以是政府部门、铁路公路部门，也可以是物流企业、大型进出口企业等等。既可以是松散型的合作，也可以建立紧密的合资企业。既可以双方合资合作，也可以多方合资合作。在出资比例上，内地企业或部门控股或是港口控股也都是可行的；出资方式应从实际出发，土地、场站、设施设备、软件均可以作为实物出资，再加上必要的现金出资，最终达到各方共赢。我国无水港建立的合作模式目前主要有以下几种：
(1)由当地政府出让土地，港口投入资金，新建无水港；
(2)参与铁路集装箱运输物流中心或集装箱专办站的建设，投资参股或租用部分场地，与铁路部门合作建设无水港。
(3)利用当地已有的物流场地，与物流或生产企业合作建设无水港，港口投入必要的设备和资金，由投资港口控股。
(4)对已有的无水港增加投入，建设铁路专用线与铁路集装箱运输物流中心或集装箱专办站实现对接，增加运输通道降低运输成本。
4无水港的核心功能
发展现代港口外贸物流产业，是创新物流发展模式、发展现代物流产业的重要组成部分,以一种“无水港”的体制，转变传统的“等货上门”的经营模式，主动扩大和延伸内陆外贸物流资源，将大大增加港口业务量，通过“无水港”，就近将出口货物分类、包装、标注、订仓、出运，完成出口货物运输的多项环节，大大方便了内企业对出口货物出运的各种要求，吸引更多的内陆企业将出口货物交给“无水港”,从而扩大外贸物流资源。所以说“无水港”一大核心功能是延伸内陆外贸物流资源大节点，让大节点具备物流中心应具备的集散、中转、配送、增值加工、装卸运输及信息互通等功能。
(1)“无水港”是联系经济腹地的纽带和桥梁，它提高了整个运输的集装箱化水平“。无水港”作为集装箱货物的集散点，起到了与内陆联系的纽带和桥梁的作用。集装箱“无水港”一方面可以迅速集散运进出口的货物，并为集装箱运输提供稳定可靠的货源，提高了内陆散货的集装箱化水平；另一方面“无水港”作为港口功能的延伸改善了内陆地区的运输条件和投资环境，加快了对外开放的步伐。
(2)“无水港”提高了集装箱的运输效率，加快了集装箱的中转周期。通过“无水港”，集装箱运营者可以对发往内陆地区的集装箱进行跟踪、查询，实行有效管理和调节，从根本上解决了集装箱进出口过程中“空运过程”利用效率不高的问题，加快了集装箱在港口和内陆货主之间的中转周期，提高了运输的效率“。无水港”提高了集装箱的集约化程度。由于“无水港”信息系统比较完善，我们可以对集装箱运输车辆和它的运行线路进行实时监控“。无水港”之间和“无水港”与港口之间有着紧密的货运量的联系，很大程度上解决了集装箱运输车辆回程空驶的问题，而且集装箱运输效率也有很大的提高。
(3)“无水港”促进集装箱运输多式联运的实施，降低了整个运输的经济成本和社会成本。集装箱运输的最大优势在于实现了远程的门到门运输服务，内陆集装箱运输设施发展不充分的必然结果是内陆的集装箱货源以散货的形式运抵港口，后在港口拆装箱，它一方面增加了港口的压力，造成了货物在港口的积压；另一方面又使集装箱的潜在优势难以发展，限制了集装箱的发展。而“无水港”使得货主在内陆进行拆装箱，并使一票到底的多式联运成为可能。货主没有必要在内陆和港口城市之间来回奔波，从而降低了整个运输的经济成本和社会成本。并且集约化的运输方式，使得运输成本大幅度的降低，提高了经济效益和社会效益。
“无水港”第二大核心功能是海关“直通式”监管。在许多发达国家,口岸已不再是一种自然地域的概念,而是按需求设置口岸,哪里是进出口物流、货流的中心,就在哪里设置口岸,口岸与市场的概念紧紧相连，在内陆地区建立“无水港”。在“无水港”经海关总署批准设立海关监管点，实现内陆口岸直通效应，即当场报关、报验，签发提单，一票到底的“直通式”全程服务。另一方面，海关监管点的设立，也为外贸货物转关业务提供了顺畅的渠道。海关“直通式”监管点的功能，以其低成本、高效率的运行特点，为内陆出口企业供了极大便利，客观上也增强了“无水港”对于进出口商、外贸物流企业乃至投资者的吸引力。
5无水港建设和运行中存在的问题及解决方法
(1)当地政府、相关部门以及企业对无水港在认识上存在偏差。普遍缺乏对无水港长期支持的政策，对无水港发展的困难估计不足；推荐的个别运营主体没有外贸物流工作基础、设施条件不具备集装箱作业条件、亏损严重甚至资不抵债，给以后的业务开展留下诸多困难和隐患；个别企业投入的注册资金靠银行借贷，无法保证企业的长期正常运营，所以需要政府出面组织和引导。
(2)盲目建立“无水港”。有些地区没有经过深入调研，盲目上马“无水港”，最后造成周边货源适箱货不足，外向型企业少，其规划的无水港所在物流基地的物流基本以省内和省际物流为主，不适合无水港的发展特点。
(3)无水港建设是一个系统工程,需要政府、海关等行政职能部门、港口当局、船公司和货主等通力合作，使无水港的运营得到一个良性的发展。但是，一些地方和企业为了局部的短期利益,对无水港建设采取不合作态度,限制了无水港的发展。这就需要各方加强沟通合作,做到以长期利益为重,最后达到互利互惠。
(4)相关对接政策没有真正落实。海关和国检的对接政策不同步，无法更广泛的利用；当地海关和国检不愿承担由于无水港通关模式而带来的责任和风险；享受区域通关政策的企业的范围还显过窄，集中转检的货类还需进一步扩大。
关键词刮板输送机；高压变频器；应用
在刮板运输机中用变频技术替代传统的调速型液力耦合器，通过直接将对轮联接的方式，可以有效避免断链保护停机、功率失衡等问题，在很大程度上提升设备机械效率。本文以山西焦煤霍州煤电集团辛置煤矿为例，介绍3.3kV电压等级矿用隔爆高压变频器（型号BPJV1-2000/3.3）工作原理及其在实际运用中的运行数据控制，并对其在刮板输送机中的应用功能特性进行分析。
1高压变频器系统简介
3.3kV高压变频器系统主要由两部分构成，即主回路、控制回路。主回路经过移动变电站输出电压将分为两路1903V，变频器继而对输入电压进行输出控制，确保电动机的输入电压频率控制在0~50Hz。控制回路主要为低压控制设备，包括监控中心、集中显示台、TK200控制器以及信号采集终端四部分构成。
2高压变频器系统主要技术特点
2.1主从功率平衡
高压变频器在刮板输送机中应用的关键在于实现三台电动机的负载均衡，确保主从功率平衡。主机变频器可选择速度控制方式，从接收到主机变频器传来的转矩信号后，会根据一定的函数计算得出从机应输出的转速，从而避免主从机负荷失衡的问题。根据刮板输送机电机的启动顺序，将机尾部变频器设置为主机，另外两台机头变频器设为从机。3台电动机功率动态平衡过程为：集中显示台将转速信号传给主机变频器，机尾变频器通过先导启动，后将转矩信号通过线传输给从机，从机将根据主机转矩设定适宜的转速。
2.2断链停机保护
煤矿工作面推进过程中，由于工作环境比较复杂，刮板输送机运行中常出现馈链、卡链甚至断链的问题，对工作面正常开采造成严重影响。图1所示为变频系统监测得到的刮板输送机断链瞬间3台电机电流变化情况。分析得出，在刮板输送机断链瞬间，机尾电机电流变化曲线有四处明显的起伏变化，最大下降幅度可达到70%。因此，通过电动机电流变化可以有效判断刮板输送机是否断链，继而采取停机保护措施，减轻对机器设备的进一步伤害。实际应用过程中应设置合理的断链参数值与瞬态电流检测时间，一般情况下瞬态电流下降率与电流检测时间可设置为70%、10s，具体可根据机械设备参数进行调整。
2.3转差率保护
刮板输送机断链瞬间，机尾电动机电流及转速变化情况如图2所示。辛置煤矿刮板输送机采用的电动机为防爆型HXW95kW/V，额定电流A。如果刮板输送机堵转的情况下，其堵转变流一般为倍额定电流，即A。此时，刮板输送机的电动机转矩运行就成为了恒功率运行，负载电流会持续升高，转速则相应地会持续下降直至停转。而变频控制系统中有转差率保护功能，如果电机转差率及其持续时间超过设定数值，系统将会判定其出现断链或刮板摩擦事故，系统将立即发生停机警报，并在一定时间后进行停机保护。
2.4转矩保护
重载启动也是煤矿刮板输送机使用中经常发生的事情，因此，煤矿刮板输送机需具备较强的重载启动能力。但如果刮板输送机非重载启动，此时若设置很大的转矩上限，将会出现很多的不良现象，如卡链、馈链甚至断链。所以变频器启动需要有给定的软件设定输出转矩和输出电流的2.2倍，正常运行阶段可通过变频器显示器设置参数峰值。以辛置煤矿刮板输送机变频器开关的运行数据，目前，变频器通过软件设计，运行分析，设定不同情况下的转矩和电流上限。通过软件设计分析，应确保刮板输送机在不良情况下重载启动具有足够的安全输出转矩和电流，一般情况下应确保变频器在重载启动过程中具备2.2倍额定输出转矩和电流的能力；在正常运行过程中，可通过变频器显示屏设置最大输出转矩与输出电流。
3高压变频器参数及其冷却方式
变频器结构组成主要有5单元，包括整流、滤波、逆变、水冷和输出端的低压控制。为适应煤矿井下生产复杂的工作环境，刮板输送机变频器的动力电源输入和负荷电缆的输出都选择快速电缆连接器，便于改变软件参数实现机器的单机或联机拖动。变频器的控制方式有种，可根据工作需要选择远方遥控和近距离控制，如选择直接转矩控制，还可以实现倍额定启动转矩。
3.1拓扑结构
高压变频器的拓扑结构主要包括4部分，即整流单元、主回路可恢复快速短路保护、三电平逆变单元以及输出正弦波滤波器，结构原理见图3。（1）整流单元，内部安装有脉波整流器，控制脉波参数为12，这可使变频器的电网结构处于相对封闭的环境内，不受其他谐波干扰。同时，整流电压是两个整流器直流电源的叠加，这种设计方式的好处在于当机器运行出现故障时，不允许变频器合闸充电。（2）主回路短路保护，主回路保护器件选择功率半导体，可在非常短暂的时间内（约25μs）有效隔离主电源与逆变器，工作可靠性高。（3）三电平控制方式能有效避免电动机输出的高次谐波，其发挥作用的关键元件为与低通滤波器。（4）变频器配置有低通滤波器，其能控制输出电压中谐波含量，增加输出端与电机电缆允许拖拽长度，最长可达到3000m。
3.2变频器参数设置
变频器采用水冷方式，输入参数如表1所示。变频器的输出电压与电流分别为0~3.3kV、0~290A，输出频率为5Hz。变频器的12脉冲整流电源由三绕组变压器提供，输出电压V，变压器副边绕组相位差°。
3.3冷却系统
冷却系统结构如图4所示。内部水冷却媒介采用去离子水，将去离子水加入到散热管路之中，并设置水泵为去离子水提供循环动力。外部冷却结构位于变频器壳体内，通过循环将内部多余的热量带走，从而达到降温的目的。外部冷却水循环结构需要安装手动球阀、过滤器、电动球阀以及其他配套设备，电动球阀控制通过内部来实现。
4结语
3.3kV电压等级矿用隔爆高压变频器在山西焦煤霍州煤电集团辛置煤矿使用后，工作面已推进近1000m，平均日产煤较之前有明显提高。同时，刮板输送机在应用高压变频技术后，机器故障率降低明显，工作性能可靠，适合在煤矿自动化生产中进一步推广。
【参考书目】
［1］郭建山.变频调速技术在煤矿刮板输送机中的应用[J].机械管理开发,2015(6):131-133.
［2］孙晋宇.高压变频技术在煤矿大型主井胶带输送机中的应用[J].同煤科技,2006(4):8-9+11.
［3］张纯，沈宜敏，张纯宪．BPJV－1400/3.3矿用隔爆兼本质安全型高压变频器的研制及应用[J]．煤矿机电，2013(2):16-19.
［4］胡潘.浅谈矿用隔爆兼本质安全型高压变频器在常村煤矿的应用[J].煤,2016(6):55-56.
【关键词】特高压、直流、特点、应用
一、特高压直流输电工程概念、组成、运行方式
1、概念：特高压直流输电工程是一个复杂的自成体系的工程系统，指±800kV（±750kV）及以上电压等级的直流输电及相关技术。
2、基本组成：特高压直流输电系统由送端换流站、受端换流站、直流输电线路以及两端的接地极和接地极线路组成。特高压直流输电设备组成：主要包括：换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、直流避雷器、交流避雷器、无功补偿设备、控制保护装置和远动通信设备等。特高压直流线路组成：由两组导线组成，分为正极和负极，每极由六根导线组成，称之为六分裂，以增大输送容量；就其基本结构而言，直流输电线路可分为架空线路、电缆线路以及架空―电缆混合线路三种类型。
3、运行方式：主要有双极运行和单极运行两大类，双极运行方式下，两极导线分别带有极性相反的电流，形成完整回路；而单极运行时，线路仅有一极导线携带电流，而极性相反的电流则通过接地极线路和接地极接入大地，形成完整回路。
二、特高压直流输电工程特点
1、特高压直流输电的主要特点是：输送容量大、输电距离远、电压高，可用于电力系统非同步联网，主要应用于跨区大容量电力传输，相对于传统的高压直流输电，特高压直流输电的直流侧电压更高、容量更大，因此对换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流滤波器和避雷器等设备提出了更高的要求。
2、特高压直流输电工程优点：对于远距离输电，直流输电方案是最为经济的选择；对于异步互联系统，直流输电方案是唯一的选择；能够通过地下或海底电缆进行远距离输电；能够通过给定的输电走廊获得最大功率。
3、特高压直流输电的接线方式：一般采用高可靠性的双极两端中性点接线方式。
4、特高压直流输电的主要技术特点。与特高压交流输电技术相比，特高压直流输电的主要技术特点为：
（1）UHVDC系统中间不落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力输送至负荷中心；
（2）UHVDC控制方式灵活、快速，可以减少或避免大量过网潮流，按照送、受两端运行方式变化而改变潮流；
（3）UHVDC的电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电；
（4）在交直流混合输电的情况下，利用直流有功功率调制可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区域性低频振荡，提高交流系统的动态稳定性；
（5）当发生直流系统闭锁时，UHVDC两端交流系统将承受很大的功率冲击。
三、特高压直流输电工程与交流输电工程的区别与联系
1、设计流程方面
常规设计流程一般为可行性研究、初步设计、施工图设计、竣工图设计四个阶段；直流设计流程为可行性研究、预初步设计（增加功能规范书）、初步设计（增加成套设计）、施工图设计、竣工图设计五个阶段。
2、投资方面
直流换流站投资大于交流变电站投资；直流线路投资小于交流线路投资；在传输距离超过盈亏平衡点距离时，直流输电比交流输电经济。
3、线路技术方面
（1）直流输电线路工程是两极直流输送，线路导线为二相，分为正极和负极，运行方式主要有双极运行和单极运行两大类；而交流输电线路是A、B、C三相输送，运行方式不分单双极。导线选型主要考虑输送容量、电磁环境限值及机械强度等三个方面。对于特高压直流输电线路而言，电磁环境要求是主要约束条件。包括场强、无线电干扰和可听噪声限值，直流线路还需考虑离子流密度问题。
（2）直流输电线路可以单极运行，而交流输送电线路则不能单相运行；
（3）直流输电线路如果单极运行，只要增加接地极工程，而交流输电线路则无此项；
（4）直流输电线路工程经济输送距离是1000公里以上，交流输电线路工程的经济输送距离小于1000公里，且输送容量大于交流；
（5）输送过程中，二者均需要架设地线；基础型式与交流基本相类似；铁塔型式也与交流相似；绝缘子安装、架线方式也基本相同；施工工艺与交流类似。
（6）直流架空线路与交流架空线路相比，在机械结构的设计和计算方面，并没有显著差别。但在电气方面，则具有许多不同的特点，需要进行专门研究。对于特高压直流输电线路的建设，尤其需要重视以下三个方面的研究：
a.电晕效应。直流输电线路在正常运行情况下允许导线发生一定程度的电晕放电，由此将会产生电晕损失、电场效应、无线电干扰和可听噪声等，导致直流输电的运行损耗和环境影响。特高压工程由于电压高，如果设计不当，其电晕效应可能会比超高压工程的更大。通过对特高压直流电晕特性的研究，合理选择导线型式和绝缘子串、金具组装型式，降低电晕效应，减少运行损耗和对环境的影响。
b绝缘配合。直流输电工程的绝缘配合对工程的投资和运行水平有极大影响。由于直流输电的“静电吸尘效应”，绝缘子的积污和污闪特性与交流的有很大不同，由此引起的污秽放电比交流的更为严重，合理选择直流线路的绝缘配合对于提高运行水平非常重要。
c.电磁环境影响。采用特高压直流输电，对于实现更大范围的资源优化配置，提高输电走廊的利用率和保护环境，无疑具有十分重要的意义。但与超高压工程相比，特高压直流输电工程具有电压高、导线大、铁塔高、单回线路走廊宽等特点，其电磁环境与±500千伏直流线路的有一定差别，由此带来的环境影响必然受到社会各界的关注。同时，特高压直流工程的电磁环境与导线型式、架线高度等密切相关。因此，认真研究特高压直流输电的电磁环境影响，对于工程建设满足环境保护要求和降低造价至关重要。
4、变电技术方面
（1）换流站所用设备和交流变电站所用设备差别很大。换流站场地主要分站前区、阀厅和换流变区域、交流开关场、直流场、交流滤波器场等五个区域，主要设备有换流变压器、直流滤波器、平波滤波器；交流站场地主要分主变压器区、各配电装置区、主控制区、各保护小室等，主要设备有变压器、断路器、隔离开关。
（2）换流站重点就是“换”，即将直流电换成交流电；变电站重点就是“变”，即将高电压变成低电压或将低电压变成高电压；
（3）均需要无功补偿装置，如电抗器、电容器等；需要继电保护装置。
四、特高压直流工程发展与应用
关键词:地理信息系统;农产品;交通运输
1GIS概念
物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统(简称GIS)作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。从技术和应用的角度,GIS是解决空间问题的工具、方法和技术;从学科的角度,GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科,具有独立的学科体系;从功能上,GIS具有空间数据的获取、存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能;从系统学的角度,GIS具有一定结构和功能,是一个完整的系统。简而言之,GIS是一个基于数据库管理系统(DBMS)的管理空间对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。
2GIS的工作原理
GIS就是用来存储有关世界的信息,这些信息是可以通过地理关系连接在一起的所有主题层集合。
2.1地理参考系统
地理信息包含有明确的地理参照系统,例如经度和纬度坐标,或者是国家网格坐标。也可以包含间接的地理参照系统,例如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位置识别、路名等。一种叫做地理编码的自动处理系统用来从间接的参照系统,如地址描述,转变成明确的地理参照系统,如多重定位。这些地理参考系统可以使你定位一些特征,例如商业活动、森林位置,也可以定位一些事件,例如地震,用于做地表分析。
2.2矢量和栅格模式
地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式——矢量模式和栅格模式。
在矢量模式中,关于点、线和多边形的信息被编码并以x、y坐标形式储存。一个点特征的定位,例如一个钻孔,可以被一个单一的x、y坐标所描述。线特征,例如公路和河流,可以被存储于一系列的点坐标。多边形特征,例如销售地域或河流聚集区域,可以被存储于一个闭合循环的坐标系。矢量模式非常有利于描述一些离散特征,但对连续变化的特征,例如土壤类型或赶往医院的开销等,就不太有用。
栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单元,有点像扫描的地图或照片。不管是矢量模式还是栅格模式,用来存储地理数据,都有优点和缺陷。现代的GIS都可以处理这两种模式。
3地理环境因素对公路交通运输的影响
(1)山丘丛林对运输的影响。山地地区一般地表起伏较大,道路稀少,较多杂草、灌木丛或山林,河溪交错,气温高,雨雾多,湿度大,气候变化快。山地地形对运输的限制作用较大。
(2)城市居民地对运输的影响。城市居民地人工建筑物密集、高大,排列有序,街道纵横交错,有的城市还建有地下通道;市区与外界交通联系方便,地面道路多呈幅射状向四面延伸,并有两种以上交通方式相衔接。城市地形对运输的有利条件是运输基础设施完善,车辆行驶安全系数高;运输线路呈网状结构,回旋余地大,不易中断。
(3)水网稻田对运输的影响。水网稻田地势平坦开阔,地表江河、沟渠、湖塘密集,水量充沛;稻田连片,终年积水,淤泥较深。水网稻田地区人口稠密,经济较为发达,公路质量较高,可晴雨通车。水网稻田地乡村道路密度高,但路面狭窄,路基松软,转弯半径小,不利于车辆通行。
(4)戈壁沙漠地对运输的影响。戈壁沙漠地的通视情况良好,但缺少明显方位物;人烟稀少,气候极度干燥、少雨,水源贫乏,多风暴,自然环境恶劣。在布满流动和半流动沙丘的沙漠地上,普通轮式车辆无法通行,对车辆机动性要求高,且风沙对车辆发动机磨损大,影响车辆寿命。
交通运输活动除了受以上地形因素的影响外,还会受到气象、社会经济环境及交通网络环境等因素的影响。
4GIS在公路交通运输中的应用
(1)地理信息系统基本功能。即地理信息系统技术能提供的通用功能,包括地图显示、缩放、漫游、鹰眼、距离量测等,为系统提供背景地图与交通图层的显示、缩放、任意漫游等控制地图的功能。
(2)数据图层处理功能。地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面,进行叠加产生一个新数据层面的操作,其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。例如,将地理数据库中的道路层与水系层进行叠加分析,可获得道路层原来没有的桥梁、渡口等重要信息,为运输指挥提供重要的决策信息。
(3)统计分析功能。主要是针对交通网及其交通专题数据进行统计分析。交通网基本信息包括道路的等级、类别,交通网中各种运输线路的分布特征、路网的密度,交通设施配置分布以及民用汽车运力分布等等,这些需要统计或是分类的数据,可以采用专题图的形式表示,也可以通过数值计算表示。为考虑交通网及其地理背景要素的空间分布,对汽车运力动员与征集、运力的疏散转移等实际问题提供了分析依据。
(4)保障范围分析功能。主要是围绕空间目标建立一定宽度范围的缓冲区多边形,然后从缓冲区域中获取或查找分布特征的情况。运输“快速、精确”要求,运力保障能力限制等,所以涉及保障距离和保障范围的考虑,这实际上也是一个确定缓冲区的过程。
(5)路径分析功能。路径分析就是为资源寻找通过网络的最佳路径,其核心是求解最佳路径,而不简单是最短距离的求解。因为运输不仅受到交通网络各种阻碍因素影响,还要受到地理环境的各种因素影响,作为指挥员应全面考虑影响因素,为达到快速、高效的保障目的而选择一条最佳行进路线。
(6)资源分配分析功能。网络资源分配是根据中心的容量以及网线和节点的需求将网线和节点分配给最近的中心,分配过程中阻力的计算是沿最佳路径进行的。资源分配可以模拟资源如何在中心和他周围的网络元素之间流动。如可用来进行交通枢纽中心、保障基地中心的吸引范围分析,以寻找交通物流资源范围,并进行合理配置。
(7)选址分析功能。网络选址分析是确定机构设施的最佳地理位置。对于运输保障活动来说,其需求点和保障点(即供给点)的分布总是存在一定差异,因此需要考虑需求与供给的相互作用力,据此选择二者的合理位置,获得最大经济效益。网络选址问题一般限定设施必须位于某个节点或某条路线上,或者限定在若干候选地点中的选择位置,降低了问题求解难度。
(8)公路网通行分析能力。交通线路的通行能力,是指某一线路在单位时间内通过的最大交通量,可通过公式估算。
