采区设计最优化问题的初步探讨

孙志闯

摘 要：采区设计是煤矿开采非常基础性的一项内容，设计好坏直接影响整个开采工作的有序进行。文章结合采矿工程设计存在的问题，对采取设计进行分析，并提出相应的优化策略。

关键词：采区设计;设计问题;最优化;采区优化

引言

在我国工业发展中，煤矿能够推动社会经济发展。在近些年来，工业的发展带动煤矿需求，因此对采矿工作提出新要求。煤矿开采属于系统工程，包含着采矿的准备、回采和运输等工作，一方面开采工作流程繁琐，一方面具有着较高的危险性，限制着煤矿发展的主要因素是人身安全，因此为保证工作人员的安全需要提升开采工作效率，改进采矿工艺的不足，从而推动煤矿开采发展。

1 采矿工程设计存在的问题

在采矿工程设计阶段，首先可能出现问题的环节是工程造价。因为采矿施工的过程中部分设计人员在设计交底的过程中，理念方面存在较大偏差，同时没有在实际工作中对设计部分的工作进行重视，故导致采矿工程设计中的造价不能获得良好的设计手段进行控制，因此存在很多不合理的地方，严重的甚至会出现无法有效控制的情况，这种情况一旦出现想要通过后期调整的方式处理，很难达到效果。同时部分人员在工作落实的过程中没有保持足够的经济洞察力，以至于导致工程造价失去了其原有的意义[1]。与此同时，材料管理方面的工作也是人员较易忽视的地方，导致实际费用与预期核算的结果出现较大偏差，施工成本的增加，势必导致工程效益获取受到影响，那么此时的工程造价工作也就失去了其基本的意义，不能发挥出节约建筑成本的价值。造价控制工作的失效还会让施工周期不断延长，也让企业的支出成本大幅提升，因此造价工程的设计人员必须对造价工作的开展质量水平进行保障，防止出现疏忽或是其他突发状况。设计阶段的另一个容易出现问题的地方是环境保护方面，在采矿工程的设计阶段，专业的设计人员应对周围的环境进行考察，并作规划，减少资源开采给周围环境产生影响。

2 采区设计最优化的相对措施

2.1做好地质勘察工作

在煤矿开采前期应该采用测井仪器对井内的水文地质情况进行勘测，并将测得的数据记录在案，以备矿井开采时参考。根据测得的数据可以对煤层的赋存情况有个粗略的了解，主要包括煤矿井下的岩石种类、成分、物理、化学性质以及地下水的分布状况。而对于矿区内的褶皱、断层以及孔隙的分布情况可以通过地质雷达进行勘探。这样可以保证工作面的布置避开地质结构复杂及不稳定的区域，保证了开采的安全性。此外，在煤矿开采准备阶段可以通过遥感技术对煤矿开采区域进行热成像，更有助于避开地质构造复杂区。

2.2加大保护煤矿环境保护力度

在我国煤矿开采过程中，会让环境遭受破坏，不利于我国的发展。对于此问题，我国煤矿企业需要优化治理矿区环境。首先，煤矿企业需要改进污水处理设备，对于破损或者老化的设备应进行维修和保护，确保企业排放污水符合国家标准。实施此种做法能够有效保护矿区水资源。其次煤矿企业需要针对性处理废水和污水，禁止有废水向外排放污染四周环境。并且企业需要负责矿区四周的环境，实施人工造林的方法，将矿区污染降到做小[2]。

2.3加强现场设计优化

在露天采矿设计中，要对开采深度、底平面等参数加以确定，依据开采技术条件出发，以经济合理性为基本原则，对开采深度加以确定。之后结合开采深度、底平面边界平直以及最小宽度应满足铲装运设备要求，最后确定底平面。为了保证开采工作的效率与稳定性，可以应用各种新型的设备，如轮斗铲、链斗铲、带式输送机、排土桥和悬臂排土机等设备组成一个可以连续进行开采工作的工艺，这种大规模的、连续性开采方式不仅在开采上获得了良好的效果，也适用于很多其他金属露天矿产的开发，因此值得技术人员的大范围推广。当然，技术人员需要根据实际情况进行操作上的组织与优化，保证开采工作的安全系数达到要求，同时可以降低开采作业占用的成本。在对采场炮孔进行布置、对开采设备进行改进时，应根据科学的设计方法进行工作组织，保证矿产的经济效益最大化。

2.4综采工作面供电设计

如果想使整个煤矿供电系统能够正常稳定地运行，必须要进行供电系统的合理设计，系统中各个元件之间要合理地选择，象电力变压器、电缆的选型以及短路电流及其灵敏度校验，都需要进行合理的设计。在进行变压器的选择时需要统计系统所需的电压负荷，在进行变压器的选择时需要在保证供电可靠的前提下，尽量节省系统中所使用的开关、电缆等设备，供电系统中所需要的供电设备尽可能由一台变压器向一个生产区域供电，以减少因为小事因此引起局部区域的停电导致其整个供电系统恢复周期延长，对于系统中的单电源进线的采区变电所，其变压器不超过2台且无高压的馈出线时，整个系统通常不设置电源的断路器，而当系统中的变压器超过2台高压馈出线时需要设置进线断路器。为了保证整个系统安全高效地运行，需要进行输出导线的合理设计，正确和合理地选择低压组合开关对煤矿供电系统的安全可靠运行具有十分重要的意义。对煤矿供电系统的开关选择需要根据允许电流选择截面、对电压进行校验，低压组合开关需要根据磁力启动器按其断路器的电流进行设备额定电流的选取，同时需要对开关进行灵敏度的校验[3]。

2.5合理运用煤矸石

煤矸石是采矿工作的常见产物，会破坏矿区四周的环境，因此需要找到科学的方法处理煤矸石。比如通过矿区发电过程是使用煤矸石，但现在可以通过黏土或者烧制砖来代替。此些做法能够避免煤矸石损坏矿区生态环境，同时将废品作为有用的物品，为企业带来额外的收入。有效处理煤矿采矿技术，为今后煤矿采矿带来更美好的未來和希望。

结语

总而言之，目前的煤炭开采还是存在着一些问题的，所以，煤炭企业的相关负责部门需要尽快找到一些解决的措施。在实际的煤炭开采过程中，煤炭企业的相关主管部门需要采区的设计优化，尽量做好现场环境保护、技术分析等相关措施，以提高煤矿开采的整体水平。

参考文献

[1]寇永嘉.采矿工程设计与施工中应注意的问题与对策[J].矿业装备，2019（01）.46-47.

[2]李飞.煤矿采矿工程设计与施工中应注意的问题及对策[J].发明与创新（大科技）.2018（10）：32+34.

[3]王建飞.煤矿工程采矿新技术的应用及实践[J].矿业装备，2015（12）：62～63.