煤矿矿井设计及采区优化分析

2019-11-29薛寒

商品与质量 2019年32期

薛寒

中煤新集阜阳矿业有限公司安徽阜阳 236058

1 当前煤矿采矿工程技术的基本特点

采矿工程技术指的是在实际的采矿过程中需要运用到的各种技术手段。采矿技术的正确运用可以提高采矿的效率，以满足我国工业发展所需要的矿产资源，进而推动我国工业化进程，加速我国经济的腾飞[1]。从整体上来说，我国目前的采矿技术还不够完善，具有安全隐患程度高等特点。

1.1 安全隐患程度高

众所周知，采矿业是一项具有高死亡率的行业。目前，虽然我国采矿业得到了一定的发展，各项技术相对于以往有了长足的进步，但是依然存在着各项安全隐患。同时，相对于世界上其他的采矿业大国，技术依然存在一定的差距。因此，要大力研发采矿技术，优化管理方案，降低采矿业的事故发生率。以保证采矿工人的人身安全。

1.2 开采技术广泛

我国地幅辽阔，地质环境复杂。为了适应不同的地质环境，一系列的采矿技术应运而生。因此，我国的采矿技术不是单一的形式，而是呈现出相对广泛的特征。针对不同的地质环境下的矿产资源的开采，可供选择的技术手段较为多元化。并有很多具有创新性的技术已经投入到生产中。

1.3 提高采掘装备水平，确保安全高效和采掘平衡

井下装备以成熟国产设备为主，配备1 个大采高综合机械化采煤工作面，最大采高5．2m，接续工作面顺槽和开拓大巷分别配备2 个综合机械化掘进工作面，采掘比1：4，科学配套先进采掘设备，从根本上保证了采掘平衡，为矿井达产、稳产打下坚实基础。

2 煤矿矿井设计

某处一矿井设计生产能力15．00Mt/a，由陕西小保当矿业有限公司开发建设。井田长15．2km，宽6．6km，面积97．401km2。地质资源量2384．31Mt，设计可采储量1489．70Mt，服务年限73．7a。

2.1 井巷工程优化设计

（1）开拓工程设计优化。开采矿产资源时，需要从地表向下挖掘一系列的井巷通达井田。一般来说，开采的井巷包括竖井、斜井、斜坡道等。开拓井田所挖掘出的井巷，称为开拓巷道。开拓巷道在空间上的布局称为开拓系统。开拓系统工程在一定程度上决定了矿山建设的成本。合理的设计开拓工程并对其进行优化可以在很大程度上降低生产成本。因此，优化开拓工程是一项十分重要的工作[2]。

（2）采切工程设计优化。采切工程指的是在回采作业之前必须完成的井巷工作。采场的设备运输通道和出矿通道没有严格的要求，只需满足安全施工即可。要优化安全出入口即上山和分层联络道等，以确保工程的基本安全。相邻的采场直接可以通过共享联络工程的办法来减少工程总量，降低工程预算。要对探采工程进行优化，巷道要相互利用。采切工程设计的优化可以进一步提高采矿业的科学性，并降低生产成本。

2.2 技术装备优化

采矿技术想要获得较大的突破就必须在生产设备上有创新型的进步。采矿设备的设计要围绕提高生产效率，降低开采难度和保证开采安全这三条基本原则来进行。目前，采矿设备的发展主要体现在无轨化、自动化、智能化等方面。新型开采设备的运用大大降低了一线开采工人的工作量，在一定程度上保障了开采工人的人身安全。并且推动了矿产资源的规模化、现代化开采的进程。由于我国在技术装备上与发达国家仍然有一定的差距，因此可以考虑引进先进的生产设备以弥补不足。

2.3 探矿工程优化

探矿工程是采矿工程的先驱工作[3]。对探矿工程进行优化是十分有必要的。在进行探矿方案的设计时，应由专业的机构和专家共同商议，提出合理的建议，制定出科学的方案。在实际的探矿工作中，由于地质环境往往比较复杂多变，因此，相关人员要提前制定好探矿的工作进度安排，并按照进度进行相关工作。在施工时，由于工作性质的多变性和不可预料性，要结合实际的工作进度对设计方案进行调整和修订。总而言之，对探矿工程进行优化是一项具有现实意义的工作。

3 煤矿矿井采区优化

3.1 优化内容

矿区设计和采区优化，包括采煤方法的更新、采矿机械设备的选择等待，这种优化内容是建立在矿井优化模型、矿井内部巷道布置基础之上的，利用这些数据确定采煤方法选用和各种机械设备选择标准。

3.2 优化方法

（1）实现一巷多用。采取各种巷道进行布置和设计的过程中，对于以往的巷道应当尽可能地利用，然后结合本区和其他区域现有条件进行改造，最大程度地减少浪费，实现一巷多用，降低成本的同时，提升工作效率。

（2）适当加大阶段高度和走向长度。阶段高度的增加可以提高煤矿生产率，因此事先可以进行开采条件和技术设备的勘查，如果情况允许可以适当增加阶段高度，增加采煤工作面长度和采区走向长度，相对减少分段个数，对于阶段服务的年限可以适当严惩，从而确保较低成本实现采煤工作量的增加，从而将机械化的功能发挥到最大[4-5]。