文/邸春生 王靖寰

煤炭生產(chǎn)礦井技術(shù)優(yōu)化思路與建模探討

文/邸春生 王靖寰

煤礦技術(shù)優(yōu)化是貫穿煤礦勘探、設(shè)計、建設(shè)和生產(chǎn)全過程的技術(shù)工作，也是充分發(fā)揮科學(xué)技術(shù)第一生產(chǎn)力的作用，提升企業(yè)技術(shù)保障水平，增強(qiáng)抵御市場風(fēng)險能力的有效途徑之一。通過持續(xù)優(yōu)化、全生命周期優(yōu)化，實現(xiàn)煤礦低效向高效、高成本向低成本轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提升企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，推動企業(yè)安全發(fā)展、科學(xué)發(fā)展。本文就建立生產(chǎn)礦井技術(shù)優(yōu)化的思路、方法和建立優(yōu)化模板進(jìn)行了闡述。

一、優(yōu)化的方法、路線和目標(biāo)

堅持尊重科學(xué)、保護(hù)自然、優(yōu)化環(huán)境，因人制宜、因企制宜、因地制宜，實事求是、安全第一，協(xié)調(diào)一致、低本高效的原則進(jìn)行優(yōu)化。

1.優(yōu)化方法

（1）摸底調(diào)查，梳理分析。對礦井地質(zhì)保障、生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)查摸底，分系統(tǒng)就其布置、裝備進(jìn)行梳理分析，找出各系統(tǒng)存在的問題，以及相互依賴、影響關(guān)系等。

（2）深入研究，科學(xué)安排。深入研究礦井開拓開采部署、生產(chǎn)系統(tǒng)、技術(shù)裝備、采掘工藝、施工組織、安全保障等，科學(xué)合理安排，兼顧技術(shù)優(yōu)化、降本增效、安全生產(chǎn)，力求高成本向低成本轉(zhuǎn)變、低效向高效轉(zhuǎn)變。

（3）系統(tǒng)思考，整體優(yōu)化。重點考慮聯(lián)合、集中布置，巷道斷面、支護(hù)等，減少系統(tǒng)、工程、設(shè)備和人員；優(yōu)化巷道斷面、支護(hù)形式、支護(hù)材料和支護(hù)參數(shù)，滿足設(shè)備安裝、運輸、檢修以及通風(fēng)、巷道變形等安全技術(shù)條件。

優(yōu)化技術(shù)路線圖

（4）創(chuàng)新理念，簡化系統(tǒng)。充分利用新技術(shù)、新裝備、新工藝，合理擴(kuò)大采面的儲量和尺寸，簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，少投入多產(chǎn)出，提高單產(chǎn)單進(jìn)，實現(xiàn)減人減面。

（5）方案比較，擇優(yōu)確定。全面分析方案的先進(jìn)性、可用性，以數(shù)量（據(jù)）對比分析各方案的經(jīng)濟(jì)合理性，低本高效，擇優(yōu)確定優(yōu)化、簡化方案。

2.優(yōu)化路線

遵循國家、政府、行業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、法規(guī)、規(guī)范、規(guī)定和企業(yè)相關(guān)規(guī)定、文件；以可研、初步設(shè)計、批復(fù)文件及開拓開采、設(shè)備系統(tǒng)等相關(guān)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合和應(yīng)運先進(jìn)技術(shù)，確保安全，系統(tǒng)優(yōu)化，降本增效。技術(shù)上要保證優(yōu)化的科學(xué)性、合理性、先進(jìn)性，組織上要保證優(yōu)化的系統(tǒng)性、可操作性和動態(tài)持續(xù)優(yōu)化。

一是技術(shù)路線的優(yōu)化。見下圖。

二是組織路線的優(yōu)化。礦井優(yōu)化分為領(lǐng)導(dǎo)小組、技術(shù)優(yōu)化小組、現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)小組。領(lǐng)導(dǎo)小組和技術(shù)優(yōu)化小組現(xiàn)場調(diào)研→與生產(chǎn)技術(shù)小組共同分析梳理生產(chǎn)現(xiàn)狀、查找問題→技術(shù)優(yōu)化小組提出優(yōu)化方案→技術(shù)優(yōu)化小組與生產(chǎn)技術(shù)小組討論方案的可行性、適應(yīng)性→領(lǐng)導(dǎo)小組確認(rèn)優(yōu)化方案→技術(shù)優(yōu)化小組對方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、初定方案→技術(shù)優(yōu)化小組與生產(chǎn)技術(shù)小組研究分析、確認(rèn)方案→領(lǐng)導(dǎo)小組確定方案→向煤礦、公司通報優(yōu)化方案、優(yōu)化成果。

3.優(yōu)化目標(biāo)

一是系統(tǒng)、裝備、產(chǎn)能、勞動組織愈趨科學(xué)、合理。有可靠的安全保障能力，尤其是防治水、“一通三防”系統(tǒng)可靠、措施嚴(yán)密，確保煤礦安全生產(chǎn)。二是布局優(yōu)化、系統(tǒng)簡化、環(huán)節(jié)減少，相對合理集中生產(chǎn)。實現(xiàn)少掘、少投、少占用、多產(chǎn)出，提高防災(zāi)抗災(zāi)能力；多井筒開拓開采礦井和多水平、多采區(qū)同時生產(chǎn)的礦井，在用井筒數(shù)量、同時生產(chǎn)的水平、采區(qū)數(shù)量減少。三是采掘系統(tǒng)各種資源整合科學(xué)合理、勞動組織優(yōu)化高效，實現(xiàn)減面、減頭、減人、降成本和增產(chǎn)、增量、提效，生產(chǎn)效率得到較大幅度提升。四是成本意識、效益意識深入人心。技術(shù)優(yōu)化、節(jié)支降耗、降本增效成為全體員工的自覺行為，實現(xiàn)礦井全生命周期技術(shù)優(yōu)化的常態(tài)化。五是具體目標(biāo)由各礦井根據(jù)本礦實際情況確定。

二、優(yōu)化工作及優(yōu)化方案

優(yōu)化前，首先要系統(tǒng)梳理礦井基本情況和現(xiàn)狀及存在問題，然后進(jìn)行有針對性的優(yōu)化。

1.礦井現(xiàn)狀描述與分析

要對礦井基本情況、地質(zhì)水文地質(zhì)條件、資源及賦存條件、生產(chǎn)技術(shù)條件，以及現(xiàn)有主要生產(chǎn)系統(tǒng)、裝備技術(shù)等現(xiàn)狀進(jìn)行梳理、分析和研究。

（1）礦井基本情況。主要包括礦井所在的地理位置、井田范圍、井田面積、地形地貌、地面標(biāo)高、煤層埋深、交通運輸、建設(shè)時間、礦井改造、生產(chǎn)能力核定、服務(wù)年限等。

（2）礦井地質(zhì)、資源及生產(chǎn)技術(shù)條件。對地層及可采煤層、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、其他開采條件、資源儲量等分節(jié)描述。

2.主要生產(chǎn)系統(tǒng)、裝備技術(shù)現(xiàn)狀分析

礦井開拓布局及井下開采現(xiàn)狀：包括礦井開拓布局，采區(qū)布置，開采現(xiàn)狀。井下提升系統(tǒng)現(xiàn)狀：包括煤炭提升系統(tǒng)，輔助提升方式，人員輸送等。井下運輸系統(tǒng)現(xiàn)狀：包括煤炭運輸系統(tǒng)，輔助運輸方式信息化系統(tǒng)現(xiàn)狀：包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，礦井監(jiān)控系統(tǒng)，計算機(jī)管理系統(tǒng)，礦井通信系統(tǒng)。以及通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀，供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀，排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，巷道斷面、支護(hù)形式、材料及參數(shù)等現(xiàn)狀，其他系統(tǒng)現(xiàn)狀等。

3.存在的主要問題及系統(tǒng)優(yōu)化改造、調(diào)整

分系統(tǒng)、分環(huán)節(jié)對現(xiàn)狀進(jìn)行梳理分析，找出影響礦井生產(chǎn)、安全、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的主要問題。并根據(jù)存在的問題，可以通過一個或幾個專題項目進(jìn)行優(yōu)化。包括：開拓開采方案、生產(chǎn)系統(tǒng)、巷道布置方式、數(shù)量、聯(lián)（連）接方式、路徑；運行方式及裝備如何調(diào)整、分合、改造；煤柱寬度、工作面幾何尺寸、井巷斷面、支護(hù)方式及參數(shù)調(diào)整；礦井布局與接續(xù)如何優(yōu)化；系統(tǒng)如何簡化、工程（工作）量和環(huán)節(jié)如何削減、如何改造；現(xiàn)有資源、要素怎樣重組整合等，并應(yīng)有必要的表格、圖紙。

4.優(yōu)化效果分析評價

首先是安全保障能力分析評價，要對優(yōu)化前后安全保障能力進(jìn)行分析、比較、評價，并將優(yōu)化前后安全可靠性、安全保障能力等進(jìn)行說明。其次是經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析評價，應(yīng)對優(yōu)化前后經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)行逐項和總體分析、比較、評價，包括優(yōu)化前后技術(shù)參數(shù)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，以及改造投資、生產(chǎn)成本、效率等。三是生產(chǎn)運營預(yù)測及分析。如優(yōu)化后對未來生產(chǎn)運行期間生產(chǎn)成本、運營成本、經(jīng)濟(jì)效益、安全保障等進(jìn)行預(yù)測及分析，以及提出下一步工作計劃和建議等。

三、結(jié)語

面對煤炭效益持續(xù)大幅下滑、行業(yè)虧損面進(jìn)一步擴(kuò)大的復(fù)雜嚴(yán)峻形勢，通過增強(qiáng)成本意識，強(qiáng)化技術(shù)管理，充分挖掘自身潛能，全面開展企業(yè)技術(shù)優(yōu)化，進(jìn)一步提升企業(yè)生存發(fā)展能力。本文綜合煤礦企業(yè)幾年來技術(shù)優(yōu)化、降本增效、保障安全的經(jīng)驗和做法，總結(jié)梳理出了生產(chǎn)煤礦技術(shù)優(yōu)化的模板，從優(yōu)化的原則路線、方法目標(biāo)、技術(shù)方案，到成果效果分析評價等提出了建議和意見。煤礦企業(yè)可按照普遍與個性相結(jié)合，產(chǎn)業(yè)與專業(yè)相結(jié)合，規(guī)范與新技術(shù)新裝備相結(jié)合的原則，系統(tǒng)思考，制定并落實技術(shù)優(yōu)化方案，為生產(chǎn)集中、降低成本、防災(zāi)抗災(zāi)、增強(qiáng)抵御市場風(fēng)險能力提供技術(shù)支撐。

（作者單位：中國中煤能源集團(tuán)有限公司，中國煤炭進(jìn)出口公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）