煤炭生產礦井技術優化思路與建模探討

文/邸春生 王靖寰

煤炭生產礦井技術優化思路與建模探討

文/邸春生 王靖寰

煤礦技術優化是貫穿煤礦勘探、設計、建設和生產全過程的技術工作，也是充分發揮科學技術第一生產力的作用，提升企業技術保障水平，增強抵御市場風險能力的有效途徑之一。通過持續優化、全生命周期優化，實現煤礦低效向高效、高成本向低成本轉變，進一步提升企業技術經濟水平，推動企業安全發展、科學發展。本文就建立生產礦井技術優化的思路、方法和建立優化模板進行了闡述。

一、優化的方法、路線和目標

堅持尊重科學、保護自然、優化環境，因人制宜、因企制宜、因地制宜，實事求是、安全第一，協調一致、低本高效的原則進行優化。

1.優化方法

（1）摸底調查，梳理分析。對礦井地質保障、生產現狀進行全面調查摸底，分系統就其布置、裝備進行梳理分析，找出各系統存在的問題，以及相互依賴、影響關系等。

（2）深入研究，科學安排。深入研究礦井開拓開采部署、生產系統、技術裝備、采掘工藝、施工組織、安全保障等，科學合理安排，兼顧技術優化、降本增效、安全生產，力求高成本向低成本轉變、低效向高效轉變。

（3）系統思考，整體優化。重點考慮聯合、集中布置，巷道斷面、支護等，減少系統、工程、設備和人員；優化巷道斷面、支護形式、支護材料和支護參數，滿足設備安裝、運輸、檢修以及通風、巷道變形等安全技術條件。

優化技術路線圖

（4）創新理念，簡化系統。充分利用新技術、新裝備、新工藝，合理擴大采面的儲量和尺寸，簡化生產系統，少投入多產出，提高單產單進，實現減人減面。

（5）方案比較，擇優確定。全面分析方案的先進性、可用性，以數量（據）對比分析各方案的經濟合理性，低本高效，擇優確定優化、簡化方案。

2.優化路線

遵循國家、政府、行業相關產業政策、法規、規范、規定和企業相關規定、文件；以可研、初步設計、批復文件及開拓開采、設備系統等相關資料為基礎，結合和應運先進技術，確保安全，系統優化，降本增效。技術上要保證優化的科學性、合理性、先進性，組織上要保證優化的系統性、可操作性和動態持續優化。

一是技術路線的優化。見下圖。

二是組織路線的優化。礦井優化分為領導小組、技術優化小組、現場生產技術小組。領導小組和技術優化小組現場調研→與生產技術小組共同分析梳理生產現狀、查找問題→技術優化小組提出優化方案→技術優化小組與生產技術小組討論方案的可行性、適應性→領導小組確認優化方案→技術優化小組對方案進行技術經濟分析、初定方案→技術優化小組與生產技術小組研究分析、確認方案→領導小組確定方案→向煤礦、公司通報優化方案、優化成果。

3.優化目標

一是系統、裝備、產能、勞動組織愈趨科學、合理。有可靠的安全保障能力，尤其是防治水、“一通三防”系統可靠、措施嚴密，確保煤礦安全生產。二是布局優化、系統簡化、環節減少，相對合理集中生產。實現少掘、少投、少占用、多產出，提高防災抗災能力；多井筒開拓開采礦井和多水平、多采區同時生產的礦井，在用井筒數量、同時生產的水平、采區數量減少。三是采掘系統各種資源整合科學合理、勞動組織優化高效，實現減面、減頭、減人、降成本和增產、增量、提效，生產效率得到較大幅度提升。四是成本意識、效益意識深入人心。技術優化、節支降耗、降本增效成為全體員工的自覺行為，實現礦井全生命周期技術優化的常態化。五是具體目標由各礦井根據本礦實際情況確定。

二、優化工作及優化方案

優化前，首先要系統梳理礦井基本情況和現狀及存在問題，然后進行有針對性的優化。

1.礦井現狀描述與分析

要對礦井基本情況、地質水文地質條件、資源及賦存條件、生產技術條件，以及現有主要生產系統、裝備技術等現狀進行梳理、分析和研究。

（1）礦井基本情況。主要包括礦井所在的地理位置、井田范圍、井田面積、地形地貌、地面標高、煤層埋深、交通運輸、建設時間、礦井改造、生產能力核定、服務年限等。

（2）礦井地質、資源及生產技術條件。對地層及可采煤層、地質構造、水文地質條件、其他開采條件、資源儲量等分節描述。

2.主要生產系統、裝備技術現狀分析

礦井開拓布局及井下開采現狀：包括礦井開拓布局，采區布置，開采現狀。井下提升系統現狀：包括煤炭提升系統，輔助提升方式，人員輸送等。井下運輸系統現狀：包括煤炭運輸系統，輔助運輸方式信息化系統現狀：包括系統網絡結構，礦井監控系統，計算機管理系統，礦井通信系統。以及通風系統現狀，供配電系統現狀，排水系統現狀，巷道斷面、支護形式、材料及參數等現狀，其他系統現狀等。

3.存在的主要問題及系統優化改造、調整

分系統、分環節對現狀進行梳理分析，找出影響礦井生產、安全、技術經濟的主要問題。并根據存在的問題，可以通過一個或幾個專題項目進行優化。包括：開拓開采方案、生產系統、巷道布置方式、數量、聯（連）接方式、路徑；運行方式及裝備如何調整、分合、改造；煤柱寬度、工作面幾何尺寸、井巷斷面、支護方式及參數調整；礦井布局與接續如何優化；系統如何簡化、工程（工作）量和環節如何削減、如何改造；現有資源、要素怎樣重組整合等，并應有必要的表格、圖紙。

4.優化效果分析評價

首先是安全保障能力分析評價，要對優化前后安全保障能力進行分析、比較、評價，并將優化前后安全可靠性、安全保障能力等進行說明。其次是經濟技術分析評價，應對優化前后經濟技術進行逐項和總體分析、比較、評價，包括優化前后技術參數、經濟技術指標，以及改造投資、生產成本、效率等。三是生產運營預測及分析。如優化后對未來生產運行期間生產成本、運營成本、經濟效益、安全保障等進行預測及分析，以及提出下一步工作計劃和建議等。

三、結語

面對煤炭效益持續大幅下滑、行業虧損面進一步擴大的復雜嚴峻形勢，通過增強成本意識，強化技術管理，充分挖掘自身潛能，全面開展企業技術優化，進一步提升企業生存發展能力。本文綜合煤礦企業幾年來技術優化、降本增效、保障安全的經驗和做法，總結梳理出了生產煤礦技術優化的模板，從優化的原則路線、方法目標、技術方案，到成果效果分析評價等提出了建議和意見。煤礦企業可按照普遍與個性相結合，產業與專業相結合，規范與新技術新裝備相結合的原則，系統思考，制定并落實技術優化方案，為生產集中、降低成本、防災抗災、增強抵御市場風險能力提供技術支撐。

（作者單位：中國中煤能源集團有限公司，中國煤炭進出口公司）

（責任編輯：周瓊）