试论采矿工程优化设计分析

张浩浩

山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿

试论采矿工程优化设计分析

张浩浩

山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿

我国有着较为丰富的矿产资源，采矿工程中需要面临的影响因素也比较多，如何做好科学合理的设计至关重要。本文将结合矿山井巷工程、采矿技术改造等方面的内容，重点分析采矿工程的优化设计，以供参考。

采矿工程；设计优化

绿色开发是当前矿业发展的三大主题之一，也是采矿工程设计与建设的主要目标。针对采矿工程设计中面临的矿床地质条件复杂等许多不确定性问题，通过对矿山主要技术条件和经济指标的分析，合理调整和优化确定工程方案与主要技术指标是矿山设计工作中一项重要工作

1 采区设计概述

1.1采区设计中心思想

依据安全、规范、高效的设计理念，有效凸显煤炭采区生产集约化、采煤工艺装备合理化、系统配套协调化、安全监控信息化，打造合格采区，在确保安全第一条件下，积极把采区建设为安全高效的煤炭采区。

1.2采区设计相关要求

1.2.1在开展采区设计前，务必要得到设计任务书及获批的采区地质说明书。

1.2.2采区系统全面完整，结合煤层赋存情况及矿井采场接替所需，对采区生产能力进行科学评定，切忌超出其额定范围，从而防止引发安全事故。

1.2.3依据相关规定，留设防沙、防水等一系列煤岩柱。

1.2.4煤矿巷道开采掘进期间，切忌对设计规定的煤柱予以扩大或缩小。采空区内不可留住没有得到设计规定的煤柱。

1.2.5煤矿采区设计务必要按照获批的采区地质说明书、矿井设计各类文件开展。

2 优化采区设计的有效策略

矿井开采成本受采区开采设计合理与否的影响，从矿井实际情况出发，优化采区设计可从根本上消除生产不利局面，提升矿井经济效益。煤矿开采工作在时代发展新形势下，要与时俱进，大力进行改革创新，引入先进科技、成功发展经验逐步优化采区设计，为了进一步促进矿井经济效益提升，可以从以下相关策略着手：

2.1尽可能缩减水平大巷数量，推行联合布置

要想缩减岩巷，使岩巷掘进率得以降低，首先需要对一层组并入二层组实施联合布置的科学合理性进行分析，在地质环境允许前提下，通过借助二层组大巷掘进方法和一层组相连，如此相较于单独掘进一层组大巷可显著缩减其掘进量，同时可一定程度降低岩巷掘进成本。

2.2强化对邻近巷道的有效利用

推行一巷多用模式。在开展采区巷道布置过程中，应尽可能考虑利用上阶段或附近巷道，还应尽可能创造同时能够为本区、邻区以及下阶段采区提供服务的有利条件，提升巷道利用率，进一步实现一巷多用、节省岩巷的目的，由此可有效解决采掘工作时间紧张的问题。

2.3开采单一层，取消岩石集中大巷

针对地质条件并不复杂、煤炭矿层稳定、煤层均为单一层的情况，在煤层巷道布置过程中，可考虑取消地板岩石集中大巷，而选取沿集中石门自然层一条龙式的布置方式，也就是两个自然层于外部停采线处机轨合一，依托集中斜石门逐一布置行人上山和煤仓与单一层皮带道、回风道相连。推行该种布置手段，可有效节省采区岩巷掘进量及掘进成本。

2.4合理提升阶段高度及走向长度，强化采区生产水平

倘若开采条件、管理能力、机械设备水平允许，可结合实际情况一定程度提升采区高度及采区走向长度，一定程度缩减分段个数，如此以来可有效延长阶段服务周期、改善矿井工作面产量及效益、尽可能发挥机械化生产优势，促进采矿企业有序发展。

2.5优化运输系统，达成连续集中生产

伴随科学技术飞速发展，为了满足现代化生产需求，企业应当就原来的生产系统及相关环节开展技术改造，并不断朝装备重型化、能力大型化、生产连续化、系统集中化方向发展，从而有效强化其提升能力。

3 矿井采区设计应用

某矿体开采中地质人员综合分析29-7#矿体，形成1800中段、1860中 段、1900中 段、N40’、N44’、N47’、N13’、N13-1-1’、N15’、N15-1’、N17’等地质资料。

3.1技术方案的确定

1#、2#、3#主溜井的选择位置至关重要，它严重影响着运输线路和采矿出矿系统，而1800平面北沿南部地质情况复杂，既要考虑减少工程量，更需尽量避免松散岩石地段，由此制定了三种方案供选择：

一方案：工程布置于正南方向，工程量较少，但需穿越花岗岩，施工安全和质量难以保证。

二方案：工程布置于南西向，平面上避免了花岗岩，工程量较少，但由于地质条件复杂，溜井施工时无法确定不遇花岗岩和松散地段，施工安全和质量依然难以保证。

三方案：工程布置于一支内，开拓工程量最少，出矿运输线路较长，但大理岩稳固，可以确保避免了花岗岩和松散地段，溜井施工安全和质量依然可以保证。

通过以上的综合分析对比，着眼于施工安全和确保质量，选择三方案。

3.2方案实施

通过以上分析研究，综合考虑，设计可分为1800中段、1800-1860段、1860-1900中段三部分进行，多头掘进并行，但优先于1860-1900中段部分，从而合理协调解决系列难题。

1)1800中段部分。为此对1800北沿运输线路进行优化调整，布置北沿和二支联道，再对北沿一、二支以联道连接，布置1#、2#、3#溜井，增设29-7#矿体运输绕道以形成29-7#矿体专用运输系统。

2)1800-1860中段部分。开设1800-1860中段斜坡道，分别形成1815中段，1840中段并联通1#、2#、3#溜井以形成人行、材料、运输、出矿、回风系统。

3)1860-1900中段部分。于西二支、西三支间布置1860出矿绕道、4#、5#溜井通达1888中段以形成出矿运输系统；开设1860-1888中段斜坡道，分别形成1868中段，1880中段、1888中段并联通4#、5#溜井，通过1#、2#通风井联通1900中段，以形成完整的人行、材料、运输、出矿、充填、回风系统。

总之，采矿工程设计是矿山建设项目的重中之重，其优化设计对于提升矿山企业技术管理水平，提高经济效益具有现实意义。采矿工程优化设计应贯穿于矿山工程建设施工始终，应坚持创新性、经济性、灵活性、持续性原则，服务于矿山资源综合利用和经济效益的最大化。

[1]杨世明.地下矿山采矿方法设计思维[J].采矿技术，2015.

[2]王文书.新形势下采矿设计行业发展思路实例分析[J].煤矿开采，2016.