采區(qū)設計最優(yōu)化問題的初步探討

孫志闖

摘 要：采區(qū)設計是煤礦開采非常基礎性的一項內(nèi)容，設計好壞直接影響整個開采工作的有序進行。文章結合采礦工程設計存在的問題，對采取設計進行分析，并提出相應的優(yōu)化策略。

關鍵詞：采區(qū)設計;設計問題;最優(yōu)化;采區(qū)優(yōu)化

引言

在我國工業(yè)發(fā)展中，煤礦能夠推動社會經(jīng)濟發(fā)展。在近些年來，工業(yè)的發(fā)展帶動煤礦需求，因此對采礦工作提出新要求。煤礦開采屬于系統(tǒng)工程，包含著采礦的準備、回采和運輸?shù)裙ぷ鳎环矫骈_采工作流程繁瑣，一方面具有著較高的危險性，限制著煤礦發(fā)展的主要因素是人身安全，因此為保證工作人員的安全需要提升開采工作效率，改進采礦工藝的不足，從而推動煤礦開采發(fā)展。

1 采礦工程設計存在的問題

在采礦工程設計階段，首先可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)是工程造價。因為采礦施工的過程中部分設計人員在設計交底的過程中，理念方面存在較大偏差，同時沒有在實際工作中對設計部分的工作進行重視，故導致采礦工程設計中的造價不能獲得良好的設計手段進行控制，因此存在很多不合理的地方，嚴重的甚至會出現(xiàn)無法有效控制的情況，這種情況一旦出現(xiàn)想要通過后期調整的方式處理，很難達到效果。同時部分人員在工作落實的過程中沒有保持足夠的經(jīng)濟洞察力，以至于導致工程造價失去了其原有的意義[1]。與此同時，材料管理方面的工作也是人員較易忽視的地方，導致實際費用與預期核算的結果出現(xiàn)較大偏差，施工成本的增加，勢必導致工程效益獲取受到影響，那么此時的工程造價工作也就失去了其基本的意義，不能發(fā)揮出節(jié)約建筑成本的價值。造價控制工作的失效還會讓施工周期不斷延長，也讓企業(yè)的支出成本大幅提升，因此造價工程的設計人員必須對造價工作的開展質量水平進行保障，防止出現(xiàn)疏忽或是其他突發(fā)狀況。設計階段的另一個容易出現(xiàn)問題的地方是環(huán)境保護方面，在采礦工程的設計階段，專業(yè)的設計人員應對周圍的環(huán)境進行考察，并作規(guī)劃，減少資源開采給周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。

2 采區(qū)設計最優(yōu)化的相對措施

2.1做好地質勘察工作

在煤礦開采前期應該采用測井儀器對井內(nèi)的水文地質情況進行勘測，并將測得的數(shù)據(jù)記錄在案，以備礦井開采時參考。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)可以對煤層的賦存情況有個粗略的了解，主要包括煤礦井下的巖石種類、成分、物理、化學性質以及地下水的分布狀況。而對于礦區(qū)內(nèi)的褶皺、斷層以及孔隙的分布情況可以通過地質雷達進行勘探。這樣可以保證工作面的布置避開地質結構復雜及不穩(wěn)定的區(qū)域，保證了開采的安全性。此外，在煤礦開采準備階段可以通過遙感技術對煤礦開采區(qū)域進行熱成像，更有助于避開地質構造復雜區(qū)。

2.2加大保護煤礦環(huán)境保護力度

在我國煤礦開采過程中，會讓環(huán)境遭受破壞，不利于我國的發(fā)展。對于此問題，我國煤礦企業(yè)需要優(yōu)化治理礦區(qū)環(huán)境。首先，煤礦企業(yè)需要改進污水處理設備，對于破損或者老化的設備應進行維修和保護，確保企業(yè)排放污水符合國家標準。實施此種做法能夠有效保護礦區(qū)水資源。其次煤礦企業(yè)需要針對性處理廢水和污水，禁止有廢水向外排放污染四周環(huán)境。并且企業(yè)需要負責礦區(qū)四周的環(huán)境，實施人工造林的方法，將礦區(qū)污染降到做小[2]。

2.3加強現(xiàn)場設計優(yōu)化

在露天采礦設計中，要對開采深度、底平面等參數(shù)加以確定，依據(jù)開采技術條件出發(fā)，以經(jīng)濟合理性為基本原則，對開采深度加以確定。之后結合開采深度、底平面邊界平直以及最小寬度應滿足鏟裝運設備要求，最后確定底平面。為了保證開采工作的效率與穩(wěn)定性，可以應用各種新型的設備，如輪斗鏟、鏈斗鏟、帶式輸送機、排土橋和懸臂排土機等設備組成一個可以連續(xù)進行開采工作的工藝，這種大規(guī)模的、連續(xù)性開采方式不僅在開采上獲得了良好的效果，也適用于很多其他金屬露天礦產(chǎn)的開發(fā)，因此值得技術人員的大范圍推廣。當然，技術人員需要根據(jù)實際情況進行操作上的組織與優(yōu)化，保證開采工作的安全系數(shù)達到要求，同時可以降低開采作業(yè)占用的成本。在對采場炮孔進行布置、對開采設備進行改進時，應根據(jù)科學的設計方法進行工作組織，保證礦產(chǎn)的經(jīng)濟效益最大化。

2.4綜采工作面供電設計

如果想使整個煤礦供電系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定地運行，必須要進行供電系統(tǒng)的合理設計，系統(tǒng)中各個元件之間要合理地選擇，象電力變壓器、電纜的選型以及短路電流及其靈敏度校驗，都需要進行合理的設計。在進行變壓器的選擇時需要統(tǒng)計系統(tǒng)所需的電壓負荷，在進行變壓器的選擇時需要在保證供電可靠的前提下，盡量節(jié)省系統(tǒng)中所使用的開關、電纜等設備，供電系統(tǒng)中所需要的供電設備盡可能由一臺變壓器向一個生產(chǎn)區(qū)域供電，以減少因為小事因此引起局部區(qū)域的停電導致其整個供電系統(tǒng)恢復周期延長，對于系統(tǒng)中的單電源進線的采區(qū)變電所，其變壓器不超過2臺且無高壓的饋出線時，整個系統(tǒng)通常不設置電源的斷路器，而當系統(tǒng)中的變壓器超過2臺高壓饋出線時需要設置進線斷路器。為了保證整個系統(tǒng)安全高效地運行，需要進行輸出導線的合理設計，正確和合理地選擇低壓組合開關對煤礦供電系統(tǒng)的安全可靠運行具有十分重要的意義。對煤礦供電系統(tǒng)的開關選擇需要根據(jù)允許電流選擇截面、對電壓進行校驗，低壓組合開關需要根據(jù)磁力啟動器按其斷路器的電流進行設備額定電流的選取，同時需要對開關進行靈敏度的校驗[3]。

2.5合理運用煤矸石

煤矸石是采礦工作的常見產(chǎn)物，會破壞礦區(qū)四周的環(huán)境，因此需要找到科學的方法處理煤矸石。比如通過礦區(qū)發(fā)電過程是使用煤矸石，但現(xiàn)在可以通過黏土或者燒制磚來代替。此些做法能夠避免煤矸石損壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，同時將廢品作為有用的物品，為企業(yè)帶來額外的收入。有效處理煤礦采礦技術，為今后煤礦采礦帶來更美好的未來和希望。

結語

總而言之，目前的煤炭開采還是存在著一些問題的，所以，煤炭企業(yè)的相關負責部門需要盡快找到一些解決的措施。在實際的煤炭開采過程中，煤炭企業(yè)的相關主管部門需要采區(qū)的設計優(yōu)化，盡量做好現(xiàn)場環(huán)境保護、技術分析等相關措施，以提高煤礦開采的整體水平。

參考文獻

[1]寇永嘉.采礦工程設計與施工中應注意的問題與對策[J].礦業(yè)裝備，2019（01）.46-47.

[2]李飛.煤礦采礦工程設計與施工中應注意的問題及對策[J].發(fā)明與創(chuàng)新（大科技）.2018（10）：32+34.

[3]王建飛.煤礦工程采礦新技術的應用及實踐[J].礦業(yè)裝備，2015（12）：62～63.