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        試論采礦工程優(yōu)化設(shè)計分析

        2017-03-09 19:29:50張浩浩
        環(huán)球市場 2017年16期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化設(shè)計

        張浩浩

        山西中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦

        試論采礦工程優(yōu)化設(shè)計分析

        張浩浩

        山西中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦

        我國有著較為豐富的礦產(chǎn)資源,采礦工程中需要面臨的影響因素也比較多,如何做好科學(xué)合理的設(shè)計至關(guān)重要。本文將結(jié)合礦山井巷工程、采礦技術(shù)改造等方面的內(nèi)容,重點分析采礦工程的優(yōu)化設(shè)計,以供參考。

        采礦工程;設(shè)計優(yōu)化

        綠色開發(fā)是當(dāng)前礦業(yè)發(fā)展的三大主題之一,也是采礦工程設(shè)計與建設(shè)的主要目標(biāo)。針對采礦工程設(shè)計中面臨的礦床地質(zhì)條件復(fù)雜等許多不確定性問題,通過對礦山主要技術(shù)條件和經(jīng)濟指標(biāo)的分析,合理調(diào)整和優(yōu)化確定工程方案與主要技術(shù)指標(biāo)是礦山設(shè)計工作中一項重要工作

        1 采區(qū)設(shè)計概述

        1.1采區(qū)設(shè)計中心思想

        依據(jù)安全、規(guī)范、高效的設(shè)計理念,有效凸顯煤炭采區(qū)生產(chǎn)集約化、采煤工藝裝備合理化、系統(tǒng)配套協(xié)調(diào)化、安全監(jiān)控信息化,打造合格采區(qū),在確保安全第一條件下,積極把采區(qū)建設(shè)為安全高效的煤炭采區(qū)。

        1.2采區(qū)設(shè)計相關(guān)要求

        1.2.1在開展采區(qū)設(shè)計前,務(wù)必要得到設(shè)計任務(wù)書及獲批的采區(qū)地質(zhì)說明書。

        1.2.2采區(qū)系統(tǒng)全面完整,結(jié)合煤層賦存情況及礦井采場接替所需,對采區(qū)生產(chǎn)能力進行科學(xué)評定,切忌超出其額定范圍,從而防止引發(fā)安全事故。

        1.2.3依據(jù)相關(guān)規(guī)定,留設(shè)防沙、防水等一系列煤巖柱。

        1.2.4煤礦巷道開采掘進期間,切忌對設(shè)計規(guī)定的煤柱予以擴大或縮小。采空區(qū)內(nèi)不可留住沒有得到設(shè)計規(guī)定的煤柱。

        1.2.5煤礦采區(qū)設(shè)計務(wù)必要按照獲批的采區(qū)地質(zhì)說明書、礦井設(shè)計各類文件開展。

        2 優(yōu)化采區(qū)設(shè)計的有效策略

        礦井開采成本受采區(qū)開采設(shè)計合理與否的影響,從礦井實際情況出發(fā),優(yōu)化采區(qū)設(shè)計可從根本上消除生產(chǎn)不利局面,提升礦井經(jīng)濟效益。煤礦開采工作在時代發(fā)展新形勢下,要與時俱進,大力進行改革創(chuàng)新,引入先進科技、成功發(fā)展經(jīng)驗逐步優(yōu)化采區(qū)設(shè)計,為了進一步促進礦井經(jīng)濟效益提升,可以從以下相關(guān)策略著手:

        2.1盡可能縮減水平大巷數(shù)量,推行聯(lián)合布置

        要想縮減巖巷,使巖巷掘進率得以降低,首先需要對一層組并入二層組實施聯(lián)合布置的科學(xué)合理性進行分析,在地質(zhì)環(huán)境允許前提下,通過借助二層組大巷掘進方法和一層組相連,如此相較于單獨掘進一層組大巷可顯著縮減其掘進量,同時可一定程度降低巖巷掘進成本。

        2.2強化對鄰近巷道的有效利用

        推行一巷多用模式。在開展采區(qū)巷道布置過程中,應(yīng)盡可能考慮利用上階段或附近巷道,還應(yīng)盡可能創(chuàng)造同時能夠為本區(qū)、鄰區(qū)以及下階段采區(qū)提供服務(wù)的有利條件,提升巷道利用率,進一步實現(xiàn)一巷多用、節(jié)省巖巷的目的,由此可有效解決采掘工作時間緊張的問題。

        2.3開采單一層,取消巖石集中大巷

        針對地質(zhì)條件并不復(fù)雜、煤炭礦層穩(wěn)定、煤層均為單一層的情況,在煤層巷道布置過程中,可考慮取消地板巖石集中大巷,而選取沿集中石門自然層一條龍式的布置方式,也就是兩個自然層于外部停采線處機軌合一,依托集中斜石門逐一布置行人上山和煤倉與單一層皮帶道、回風(fēng)道相連。推行該種布置手段,可有效節(jié)省采區(qū)巖巷掘進量及掘進成本。

        2.4合理提升階段高度及走向長度,強化采區(qū)生產(chǎn)水平

        倘若開采條件、管理能力、機械設(shè)備水平允許,可結(jié)合實際情況一定程度提升采區(qū)高度及采區(qū)走向長度,一定程度縮減分段個數(shù),如此以來可有效延長階段服務(wù)周期、改善礦井工作面產(chǎn)量及效益、盡可能發(fā)揮機械化生產(chǎn)優(yōu)勢,促進采礦企業(yè)有序發(fā)展。

        2.5優(yōu)化運輸系統(tǒng),達成連續(xù)集中生產(chǎn)

        伴隨科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,為了滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求,企業(yè)應(yīng)當(dāng)就原來的生產(chǎn)系統(tǒng)及相關(guān)環(huán)節(jié)開展技術(shù)改造,并不斷朝裝備重型化、能力大型化、生產(chǎn)連續(xù)化、系統(tǒng)集中化方向發(fā)展,從而有效強化其提升能力。

        3 礦井采區(qū)設(shè)計應(yīng)用

        某礦體開采中地質(zhì)人員綜合分析29-7#礦體,形成1800中段、1860中 段、1900中 段、N40’、N44’、N47’、N13’、N13-1-1’、N15’、N15-1’、N17’等地質(zhì)資料。

        3.1技術(shù)方案的確定

        1#、2#、3#主溜井的選擇位置至關(guān)重要,它嚴(yán)重影響著運輸線路和采礦出礦系統(tǒng),而1800平面北沿南部地質(zhì)情況復(fù)雜,既要考慮減少工程量,更需盡量避免松散巖石地段,由此制定了三種方案供選擇:

        一方案:工程布置于正南方向,工程量較少,但需穿越花崗巖,施工安全和質(zhì)量難以保證。

        二方案:工程布置于南西向,平面上避免了花崗巖,工程量較少,但由于地質(zhì)條件復(fù)雜,溜井施工時無法確定不遇花崗巖和松散地段,施工安全和質(zhì)量依然難以保證。

        三方案:工程布置于一支內(nèi),開拓工程量最少,出礦運輸線路較長,但大理巖穩(wěn)固,可以確保避免了花崗巖和松散地段,溜井施工安全和質(zhì)量依然可以保證。

        通過以上的綜合分析對比,著眼于施工安全和確保質(zhì)量,選擇三方案。

        3.2方案實施

        通過以上分析研究,綜合考慮,設(shè)計可分為1800中段、1800-1860段、1860-1900中段三部分進行,多頭掘進并行,但優(yōu)先于1860-1900中段部分,從而合理協(xié)調(diào)解決系列難題。

        1)1800中段部分。為此對1800北沿運輸線路進行優(yōu)化調(diào)整,布置北沿和二支聯(lián)道,再對北沿一、二支以聯(lián)道連接,布置1#、2#、3#溜井,增設(shè)29-7#礦體運輸繞道以形成29-7#礦體專用運輸系統(tǒng)。

        2)1800-1860中段部分。開設(shè)1800-1860中段斜坡道,分別形成1815中段,1840中段并聯(lián)通1#、2#、3#溜井以形成人行、材料、運輸、出礦、回風(fēng)系統(tǒng)。

        3)1860-1900中段部分。于西二支、西三支間布置1860出礦繞道、4#、5#溜井通達1888中段以形成出礦運輸系統(tǒng);開設(shè)1860-1888中段斜坡道,分別形成1868中段,1880中段、1888中段并聯(lián)通4#、5#溜井,通過1#、2#通風(fēng)井聯(lián)通1900中段,以形成完整的人行、材料、運輸、出礦、充填、回風(fēng)系統(tǒng)。

        總之,采礦工程設(shè)計是礦山建設(shè)項目的重中之重,其優(yōu)化設(shè)計對于提升礦山企業(yè)技術(shù)管理水平,提高經(jīng)濟效益具有現(xiàn)實意義。采礦工程優(yōu)化設(shè)計應(yīng)貫穿于礦山工程建設(shè)施工始終,應(yīng)堅持創(chuàng)新性、經(jīng)濟性、靈活性、持續(xù)性原則,服務(wù)于礦山資源綜合利用和經(jīng)濟效益的最大化。

        [1]楊世明.地下礦山采礦方法設(shè)計思維[J].采礦技術(shù),2015.

        [2]王文書.新形勢下采礦設(shè)計行業(yè)發(fā)展思路實例分析[J].煤礦開采,2016.

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