科学采矿评价指标体系与量化评价方法

张永杰

(山西煤炭运销集团晋中有限公司，山西晋中 030600)

科学采矿评价指标体系与量化评价方法

张永杰

(山西煤炭运销集团晋中有限公司，山西晋中 030600)

随着我国社会经济的不断发展，对矿产资源需求的不断加大，在采矿时所出现的安全、环保和效益等问题已备受关注。以我国煤炭资源开采为例，对采用科学方法采矿做简要分析，简述了科学采矿评价指标体系，并进一步量化科学采矿评价方法。

科学采矿；评价指标体系；量化

煤炭是不可再生资源，是自然界赠予我们人类的宝库。近年来，煤炭资源开采量大，开采效益不高，环境破坏严重，同时又造成了开采过程中人员伤亡等一系列不符合科学可持续采矿的后果。科学开采煤炭就是在安全、友好的条件下高效开采出煤炭资源。随着我国经济的发展，对生态文明要求的提高，能源发展体系不断转型。在这个资源向高效、节约、安全、友好发展的体系中[1]，我们应当努力实现煤炭高效安全生产、清洁利用煤炭资源[2]。

煤炭在世界能源中依旧占有重要地位，我国是目前世界上煤炭产量最多的国家。为了解决现阶段我国煤炭资源开采利用存在的一系列问题，钱鸣高[3]提出了科学采矿的五个方面：1）高效率开采；2）绿色开采，保护环境；3）安全开采，保护人身作业安全；4）高回收开采，提高资源采出率；5）经济开采，降低成本。从而，我们进一步构建科学采矿评价指标体系及量化科学采矿评价方法。

1 科学采矿研究概述

人类在社会实践中不断认识社会发展与自然生存的规律法则，从而通过改造人类社会和自然来促进人类进步与经济发展，构建物质文明与精神文明[4]。从最初的粗放型采矿发展到现在科学采矿的进程，就是人类认识发展的最好印证。

科学采矿对煤炭开采的要求较高，涉及到技术、环境、安全、效益、科学方法等方面，在此对科学采矿核心内涵做出界定：在现代既定的生产技术水平和科学采矿理念的条件下，实现人、机器、自然和社会的协调，使采矿效益极大化的开采方法[5]。

本文结合钱鸣高科学采矿的五个方面，提出了新的科学采矿内涵构成：

1）安全开采：要以人为本，将人身安全放在第一位，加大对开采工人的保护力度。提升工人素质，加大对工地有效安全管理，确立法律法规保障工人权益。

2）绿色开采：实现与环境协调可持续发展，减小对环境的破坏，特别是确保地下水质不被破坏，同时实现煤层气与煤炭共同开采，又保障了安全开采。

3）科学开采：主要是采用合理的开采技术提高采收率，改善我国现阶段煤炭资源采收率较低的状况。

4）高效开采：提高集约化、机械化开采水平，减少煤矿事故，进一步保障安全开采。

5）智能化开采：通过加大信息导向识别技术的应用，实现智能化开采，提高生产效率，这是我们科学采矿未来的发展目标。

6）合理成本开采：考虑完全成本，即包括资源成本、生产成本、安全成本、环境成本和发展成本[6]。

2 科学采矿评价指标体系

为了更好地评价科学采矿，我们引入了科学采矿评价指标体系：通过建立数学模型来划分科学采矿中的评价指标。按照评价指标的重要性将所划分的指标分成三个等级：1级指标、2级指标和3级指标，分别有6个、20个、17个，如表1所示。

3 科学采矿量化评价方法

为了进一步对科学采矿评价进行详尽描述，我们将科学采矿评价指标体系模型进行量化处理，常用的指标量化处理方法有标准计量法、开关函数法、分段函数法及定性描述的方法[7]。

开关函数法，例如以瓦斯突出为例，一般将瓦斯突出次数设为a，则瓦斯突出次数的指标量化f (a)为：f(a)=1(a=0)；f(a)=0(a>0)。

分段函数法，常常在分段点处评价指标的贡献率有出现突变的情况。

定性描述法常适用于难以用定量的值来表达指标，因而采用了定量与定性结合的方法来共同描述其指标[8-9]。

对科学采矿的核心内涵的6个指标进行标定，即安全开采（M1）、绿色开采（M2）、科学开采（M3）、高效开采（M4）、智能化开采（M5）、合理成本开采（M6）。

百万吨重伤率指标（M1-1-1）标准量化，经过调研分析可以知道其量化函数为：

死亡率指标（M1-1-2）标准量化，为了体现以人为本，体现对生命的高度尊重，矿产开采过程中出现死亡的，即记为1，否则记为0，则函数表示为：

职业病发病率指标（M1-1-3），可以通过员工发病人数与总员工人数的比值来体现，职业病发病率=员工发病人数m/总员工人数n×100%。

瓦斯突出次数指标（M1-2-1）函数表达为：

瓦斯造成经济损失率指标（M1-2-2），包括了由瓦斯造成的间接损失和直接损失，常用函数为：

式中：a为瓦斯造成吨煤经济损失，万元。

每吨煤火灾发生造成损失（M1-3-1）指标定量表述为：

每吨煤火灾发生造成损失=全年火灾发生造成的经济损失/矿井年产量×100%，其中经济损失单位为元，年产量单位为吨。

每吨煤水灾发生造成损失（M1-4-1）指标定量表述为：

每吨煤水灾发生造成损失=全年水灾发生造成的经济损失/矿井年产量×100%，其中经济损失单位为元，年产量单位为吨。

煤层气采收率（M2-1-1）指标量化取值：表示煤层气采收量与煤层气流动量的比值，可以根据实际数据进行标定。

煤层气利用率（M2-1-2）指标量化取值：表示煤层气利用量与煤层气开采量的比值，可以根据实际数据进行标定。

资源采收程度（M3-1-1）=实际采收量/规定采收量×100%

每万吨煤平均用人数指标（M4-3-1）表达的是人员数量的相对多少，其至少有b人时，才能体现出工作效率，因而采用分段函数将定性的指标量化来确定：煤炭掘进智能化水平指标（M5-1-1）=智能化采煤量/全矿区采煤量×100%。每吨煤资源利用成本(M6-1-1)=每年资源利用费用/煤矿年产量× 100%。每吨煤环境保护成本(M6-4-1)=每年环境保护费用/煤矿年产量×100%。每吨煤维护成本(M6-5-1)=每年维护费用/煤矿年产量×100%。其中费用单位均为元，煤矿年产量单位为吨。最后根据以上指标在不同煤矿中影响的大小，赋予各指标权重进行计算即可实现科学采矿定量评价。

4 结束语

针对我国煤炭开采利用中所存在各种问题，最终提出了行之有效的科学评价定性和定量体系。先对科学采矿研究体系进行概述，并对其内涵详细描述；之后描述科学采矿三级评价指标体系模型，并根据该模型，对科学采矿评价指标进行量化处理，即可根据其在不同煤矿中的影响的重要程度赋予权重[10]，从而可以实现采矿科学体系的最终评价。

[1]钱鸣高.煤炭的科学开采及有关问题的讨论[J].中国煤炭,2008（8）:5-10，20.

[2]曲胜利,孙豁然,李少辉.论精细采矿[J].金属矿山,2011（3）:22-26.

[3]赵国浩,李君平.山西煤炭行业资源整合兼并探讨[A].2009:5.

[4]董会臣.煤炭资源科学采矿评价方法探讨[J].黑龙江科技信息,2013（11）:105，225.

[5]李东印.科学采矿评价指标体系与量化评价方法[D].焦作：河南理工大学,2012.

[6]李东印,李化敏,周英.科学采矿评价指标体系的再探讨[J].煤炭工程,2012（10）:62-65.

[7]何应时.项目后评价指标体系与量化评价体系研究[J].中国工程咨询,2013（1）:44-49.

[8]黄旭楠,李华启,王锡柱.油气勘探项目后评价指标体系与定量化评价[J].国际石油经济,2010（1）:57-61，94.

[9]邢相勤,陈莹.资源型企业可持续发展评价指标体系与评价方法研究[J].理论月刊,2008（6）:148-150.

[10]张颖松.科学采矿评价指标体系的再探讨[J].黑龙江科技信息,2013（14）:89.

Evaluation Index System and Quantitative Evaluation Methods of Scientific Mining

ZHANG Yongjie
(Jinzhong Branch of Shanxi Coal Transportation and Sales Group,Jinzhong 030600,China)

With the development of social economy in China,the demand formineral resources is increasing.The problems in terms of safety,environment,and efficiency have attractedmuch attention. Taking coalmining as an example,scientificmining technology was studied.Then the paper introduced evaluation indexsystemand quantitative evaluationmethods for the scientificmining.

scientificmining;evaluation indexsystem;quantization

TD821

A

1672-5050（2015）05-0090-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.05.030

（编辑：薄小玲）

2015-07-15

张永杰（1982-），男，山西阳高人，大学本科，助理工程师，从事煤炭开采技术管理工作。