煤礦礦井設(shè)計(jì)及采區(qū)優(yōu)化分析

薛寒

中煤新集阜陽(yáng)礦業(yè)有限公司 安徽阜陽(yáng) 236058

1 當(dāng)前煤礦采礦工程技術(shù)的基本特點(diǎn)

采礦工程技術(shù)指的是在實(shí)際的采礦過(guò)程中需要運(yùn)用到的各種技術(shù)手段。采礦技術(shù)的正確運(yùn)用可以提高采礦的效率，以滿足我國(guó)工業(yè)發(fā)展所需要的礦產(chǎn)資源，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程，加速我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛[1]。從整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)目前的采礦技術(shù)還不夠完善，具有安全隱患程度高等特點(diǎn)。

1.1 安全隱患程度高

眾所周知，采礦業(yè)是一項(xiàng)具有高死亡率的行業(yè)。目前，雖然我國(guó)采礦業(yè)得到了一定的發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)相對(duì)于以往有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是依然存在著各項(xiàng)安全隱患。同時(shí)，相對(duì)于世界上其他的采礦業(yè)大國(guó)，技術(shù)依然存在一定的差距。因此，要大力研發(fā)采礦技術(shù)，優(yōu)化管理方案，降低采礦業(yè)的事故發(fā)生率。以保證采礦工人的人身安全。

1.2 開(kāi)采技術(shù)廣泛

我國(guó)地幅遼闊，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。為了適應(yīng)不同的地質(zhì)環(huán)境，一系列的采礦技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。因此，我國(guó)的采礦技術(shù)不是單一的形式，而是呈現(xiàn)出相對(duì)廣泛的特征。針對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境下的礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，可供選擇的技術(shù)手段較為多元化。并有很多具有創(chuàng)新性的技術(shù)已經(jīng)投入到生產(chǎn)中。

1.3 提高采掘裝備水平，確保安全高效和采掘平衡

井下裝備以成熟國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主，配備1 個(gè)大采高綜合機(jī)械化采煤工作面，最大采高5．2m，接續(xù)工作面順槽和開(kāi)拓大巷分別配備2 個(gè)綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面，采掘比1：4，科學(xué)配套先進(jìn)采掘設(shè)備，從根本上保證了采掘平衡，為礦井達(dá)產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 煤礦礦井設(shè)計(jì)

某處一礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力15．00Mt/a，由陜西小保當(dāng)?shù)V業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)建設(shè)。井田長(zhǎng)15．2km，寬6．6km，面積97．401km2。地質(zhì)資源量2384．31Mt，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量1489．70Mt，服務(wù)年限73．7a。

2.1 井巷工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）開(kāi)拓工程設(shè)計(jì)優(yōu)化。開(kāi)采礦產(chǎn)資源時(shí)，需要從地表向下挖掘一系列的井巷通達(dá)井田。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)采的井巷包括豎井、斜井、斜坡道等。開(kāi)拓井田所挖掘出的井巷，稱為開(kāi)拓巷道。開(kāi)拓巷道在空間上的布局稱為開(kāi)拓系統(tǒng)。開(kāi)拓系統(tǒng)工程在一定程度上決定了礦山建設(shè)的成本。合理的設(shè)計(jì)開(kāi)拓工程并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化可以在很大程度上降低生產(chǎn)成本。因此，優(yōu)化開(kāi)拓工程是一項(xiàng)十分重要的工作[2]。

（2）采切工程設(shè)計(jì)優(yōu)化。采切工程指的是在回采作業(yè)之前必須完成的井巷工作。采場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)輸通道和出礦通道沒(méi)有嚴(yán)格的要求，只需滿足安全施工即可。要優(yōu)化安全出入口即上山和分層聯(lián)絡(luò)道等，以確保工程的基本安全。相鄰的采場(chǎng)直接可以通過(guò)共享聯(lián)絡(luò)工程的辦法來(lái)減少工程總量，降低工程預(yù)算。要對(duì)探采工程進(jìn)行優(yōu)化，巷道要相互利用。采切工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化可以進(jìn)一步提高采礦業(yè)的科學(xué)性，并降低生產(chǎn)成本。

2.2 技術(shù)裝備優(yōu)化

采礦技術(shù)想要獲得較大的突破就必須在生產(chǎn)設(shè)備上有創(chuàng)新型的進(jìn)步。采礦設(shè)備的設(shè)計(jì)要圍繞提高生產(chǎn)效率，降低開(kāi)采難度和保證開(kāi)采安全這三條基本原則來(lái)進(jìn)行。目前，采礦設(shè)備的發(fā)展主要體現(xiàn)在無(wú)軌化、自動(dòng)化、智能化等方面。新型開(kāi)采設(shè)備的運(yùn)用大大降低了一線開(kāi)采工人的工作量，在一定程度上保障了開(kāi)采工人的人身安全。并且推動(dòng)了礦產(chǎn)資源的規(guī)模化、現(xiàn)代化開(kāi)采的進(jìn)程。由于我國(guó)在技術(shù)裝備上與發(fā)達(dá)國(guó)家仍然有一定的差距，因此可以考慮引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備以彌補(bǔ)不足。

2.3 探礦工程優(yōu)化

探礦工程是采礦工程的先驅(qū)工作[3]。對(duì)探礦工程進(jìn)行優(yōu)化是十分有必要的。在進(jìn)行探礦方案的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)由專業(yè)的機(jī)構(gòu)和專家共同商議，提出合理的建議，制定出科學(xué)的方案。在實(shí)際的探礦工作中，由于地質(zhì)環(huán)境往往比較復(fù)雜多變，因此，相關(guān)人員要提前制定好探礦的工作進(jìn)度安排，并按照進(jìn)度進(jìn)行相關(guān)工作。在施工時(shí)，由于工作性質(zhì)的多變性和不可預(yù)料性，要結(jié)合實(shí)際的工作進(jìn)度對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和修訂。總而言之，對(duì)探礦工程進(jìn)行優(yōu)化是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的工作。

3 煤礦礦井采區(qū)優(yōu)化

3.1 優(yōu)化內(nèi)容

礦區(qū)設(shè)計(jì)和采區(qū)優(yōu)化，包括采煤方法的更新、采礦機(jī)械設(shè)備的選擇等待，這種優(yōu)化內(nèi)容是建立在礦井優(yōu)化模型、礦井內(nèi)部巷道布置基礎(chǔ)之上的，利用這些數(shù)據(jù)確定采煤方法選用和各種機(jī)械設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 優(yōu)化方法

（1）實(shí)現(xiàn)一巷多用。采取各種巷道進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于以往的巷道應(yīng)當(dāng)盡可能地利用，然后結(jié)合本區(qū)和其他區(qū)域現(xiàn)有條件進(jìn)行改造，最大程度地減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)一巷多用，降低成本的同時(shí)，提升工作效率。

（2）適當(dāng)加大階段高度和走向長(zhǎng)度。階段高度的增加可以提高煤礦生產(chǎn)率，因此事先可以進(jìn)行開(kāi)采條件和技術(shù)設(shè)備的勘查，如果情況允許可以適當(dāng)增加階段高度，增加采煤工作面長(zhǎng)度和采區(qū)走向長(zhǎng)度，相對(duì)減少分段個(gè)數(shù)，對(duì)于階段服務(wù)的年限可以適當(dāng)嚴(yán)懲，從而確保較低成本實(shí)現(xiàn)采煤工作量的增加，從而將機(jī)械化的功能發(fā)揮到最大[4-5]。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，煤礦礦井設(shè)計(jì)和采區(qū)優(yōu)化是為了的將礦井內(nèi)部的巷道分布更加合理，從而促使煤礦生產(chǎn)效率的提升，更重要的是在這個(gè)過(guò)程中確保生產(chǎn)安全性。本文對(duì)此展開(kāi)研究，從煤礦礦井設(shè)計(jì)模型構(gòu)建和存在的問(wèn)題分析，提出了幾種解決對(duì)策，最終提出了優(yōu)化內(nèi)容和方法，希望對(duì)煤礦生產(chǎn)效率和安全性提升有所幫助。