復(fù)雜地質(zhì)條件煤層群開采礦井合理生產(chǎn)能力分析*

王紅勝，由臨東，李樹剛，雙海清，杜政賢

(1.西安科技大學(xué)能源學(xué)院，陜西西安710054;2.西部礦井開采及災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710054)

復(fù)雜地質(zhì)條件煤層群開采礦井合理生產(chǎn)能力分析*

王紅勝1，2，由臨東1，李樹剛1，2，雙海清1，杜政賢1

(1.西安科技大學(xué)能源學(xué)院，陜西西安710054;2.西部礦井開采及災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710054)

∶為確定復(fù)雜地質(zhì)條件煤層群開采礦井合理生產(chǎn)能力，將采煤工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性綜合評價(jià)結(jié)果與計(jì)算機(jī)模擬的工作面單產(chǎn)相結(jié)合對工作面進(jìn)行可靠的單產(chǎn)預(yù)測，基于工作面預(yù)測產(chǎn)量對可能滿足礦井生產(chǎn)能力的多種方案進(jìn)行接續(xù)方案的比較分析以得出礦井合理生產(chǎn)能力。以燕家河煤礦5-1，5-2和8煤層為研究對象，首先，對礦井未來開采的83個(gè)工作面進(jìn)行開采工藝性綜合評價(jià);其次，基于綜合評價(jià)結(jié)果對各工作面進(jìn)行了可靠的單產(chǎn)預(yù)測;再次，提出了2種工作面配置方案并進(jìn)行工作面接續(xù)編排;最后，分析了礦井合理生產(chǎn)能力。研究表明，礦井合理生產(chǎn)能力為180萬t/a，產(chǎn)量波動(dòng)范圍為156.5～208.7萬t，平均年產(chǎn)量為178.5萬t，產(chǎn)量波動(dòng)系數(shù)為0.114，礦井持續(xù)穩(wěn)定開采25 a.

∶高產(chǎn)高效;生產(chǎn)能力;開采工藝性評價(jià);單產(chǎn)預(yù)測;工作面接續(xù)

0 引言

確定礦井合理生產(chǎn)能力是煤礦企業(yè)持續(xù)生產(chǎn)和穩(wěn)定發(fā)展的前提［1-2］，然而，確定礦井生產(chǎn)能力要受到煤層地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件等諸多要素的影響，這就需要對影響礦井生產(chǎn)能力的諸多要素進(jìn)行全面分析，依據(jù)采礦原理和實(shí)際情況確定礦井合理生產(chǎn)能力［3-7］。但傳統(tǒng)的礦井生產(chǎn)能力確定方法往往沒有考慮煤層地質(zhì)條件對工作面產(chǎn)量的影響，易造成礦井年產(chǎn)量波動(dòng)幅度大(＞15%)、煤炭供需矛盾嚴(yán)重、采掘比嚴(yán)重失調(diào)及經(jīng)濟(jì)效益差等問題。因此，確定礦井合理生產(chǎn)能力，對降低礦井生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)、提高礦井綜合效益、提升煤礦安全高效生產(chǎn)都具有重要的理論意義。

燕家河煤礦受煤層地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件惡化的影響，礦井年產(chǎn)量變化大，未來開采將面臨2個(gè)棘手難題∶其一是煤層群(5-1，5-2和8煤)開采時(shí)，如何降低或避免各煤層開采的相互影響及其合理配采;其二是村莊壓覆儲(chǔ)量大(共計(jì)3 087. 76萬t，5-1，5-2，8煤分別為467.2萬t，350.46萬t，2 270.1萬t)，如何協(xié)調(diào)村莊搬遷及采區(qū)布置的時(shí)空關(guān)系。因此，有必要對礦井進(jìn)行合理的生產(chǎn)能力分析，以實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。文獻(xiàn)［1，8］提出了基于“人-機(jī)-環(huán)境”的工作面單產(chǎn)預(yù)測的礦井合理開采規(guī)模分析模型，文獻(xiàn)［2-3］提出了礦井生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能力分析模型，文獻(xiàn)［9］提出了基于可能-滿意度方法的特大型礦井合理開采規(guī)模確定模型。文獻(xiàn)［10-11］建立了煤層地質(zhì)條件的開采工藝性模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)模型，文獻(xiàn)［12-16］建立了工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性的模糊綜合評價(jià)模型。文中在對工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性綜合評價(jià)的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)模擬的工作面單產(chǎn)與綜合評價(jià)值相結(jié)合，對工作面單產(chǎn)進(jìn)行可靠預(yù)測，對礦井生產(chǎn)能力的多種方案進(jìn)行分析，以確定礦井合理生產(chǎn)能力。

表1 煤層地質(zhì)特征表Tab.1 Characteristics of coal geology

1 地質(zhì)條件概況

井田內(nèi)可采煤層共有3層，自上而下分別為5-1，5-2和8煤。5-1，5-2和8煤層地質(zhì)特征見表1.

2 工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性綜合評價(jià)

工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性評價(jià)是對未來開采工作面的地質(zhì)條件與所選工藝的適應(yīng)程度進(jìn)行評價(jià)，為工作面內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的預(yù)測和礦井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供可靠依據(jù)［8，13］。

2.1 評價(jià)因素

工作面煤層開采技術(shù)條件受諸多因素的影響，根據(jù)燕家河煤礦開采煤層的特點(diǎn)確定主要因素，如圖1所示。從圖1可知，評價(jià)因素結(jié)構(gòu)中的復(fù)合因素、基因素分別為7個(gè)、11個(gè)，有斷層密度q1，斷層長度指數(shù)q2，斷層落差指數(shù)q3，煤厚變異系數(shù)γ，煤層厚度m，煤層傾角α，煤的單軸抗壓強(qiáng)度R，直接頂巖層單向抗壓強(qiáng)度σ，直接頂厚度與采高的倍數(shù)比N，偽頂厚度h0，直接底巖層的抗壓強(qiáng)度qc，可布置面長L及可推進(jìn)長度S等13個(gè)指標(biāo)，詳見文獻(xiàn)［7，11］所示。

圖1 評價(jià)因素結(jié)構(gòu)Fig.1 Evaluation factors structure

2.2 評價(jià)隸屬函數(shù)

采用統(tǒng)計(jì)類比法、待定系數(shù)法及多元隸屬函數(shù)法，確定各評價(jià)因素的隸屬函數(shù)。限于篇幅，詳見文獻(xiàn)［8，13］。

2.3 綜合評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性評價(jià)采用了層次分析法(AHP)確定出各選擇因素的權(quán)重［8，13］。層次分析法是系統(tǒng)工程中對非定量事件作定量分析的一種簡便方法，也是對人們的主觀判斷作客觀描述的一種有效方法，在確定多因素權(quán)重方面，可減少主觀性，更接近客觀實(shí)際。其應(yīng)用可分為5個(gè)步驟∶建立層次模型;構(gòu)造判斷矩陣;層次單排序及其一致性檢驗(yàn);層次總排序;層次總排序的一致性檢驗(yàn)。構(gòu)建判斷矩陣是層次分析法應(yīng)用的關(guān)鍵，具體依據(jù)各因素的重要程度給予評定，所有的因素兩兩相比較，采用1～9的比例標(biāo)度，數(shù)值越大影響程度越大。判斷矩陣見表2.

表2 判斷矩陣標(biāo)度及其含義Tab.2 Scaling and im plications of judgmentmatrix

采用以上步驟對工作面煤層地質(zhì)條件各因素評價(jià)的判斷矩陣見表3～表5.各因素權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表6.

表3 A～B判斷矩陣Tab.3 A～B judgmentmatrix

表4 B6～C判斷矩陣Tab.4 B6～C judgmentmatrix

表5 B7～C判斷矩陣Tab.5 B7～C judgmentmatrix

表6 各因素權(quán)重計(jì)算結(jié)果Tab.6 Calculation results of each factor weight

2.4 綜合評價(jià)模型

模糊綜合評價(jià)法是一種根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論將定性評價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評價(jià)的綜合評價(jià)方法，應(yīng)用模糊綜合評價(jià)法對受到多種因素制約的煤層地質(zhì)條件綜合適應(yīng)程度做出一個(gè)客觀總體的評價(jià)，以評價(jià)值的大小反映被評價(jià)樣本的可靠程度［8］。現(xiàn)詳述如下

設(shè)X={x1，x2，…，xn}為所評價(jià)樣本的集合，有m個(gè)評價(jià)因素，其指標(biāo)值矩陣如下

由于每個(gè)評價(jià)因素分別構(gòu)造了模糊評價(jià)隸屬函數(shù)，上述指標(biāo)值矩陣可映像為指標(biāo)隸屬度矩陣，μ∶X→R.

結(jié)合燕家河煤礦實(shí)際情況，對各工作面進(jìn)行評價(jià)的綜合評價(jià)模型選用線性加權(quán)平均型，即

式中bj為工作面綜合評價(jià)值;Wi為因素權(quán)重。

2.5 綜合評價(jià)結(jié)果及分類

將本評價(jià)模型應(yīng)用于燕家河煤礦未來開采的83個(gè)工作面，根據(jù)評價(jià)結(jié)果將83個(gè)工作面分為4個(gè)等級，見表7.由表7可知，礦井未來要開采的工作面共計(jì)83個(gè)，儲(chǔ)量為5 432萬t.其中，1級工作面8個(gè)，占總數(shù)的9.6%，儲(chǔ)量為699.3萬t，占總儲(chǔ)量的12.9%;2級工作面74個(gè)，占總數(shù)的89.2%，儲(chǔ)量為4523.4萬t，占總儲(chǔ)量的83.3%;3級工作面1個(gè)，占總數(shù)的1.2%，儲(chǔ)量為209.3萬t，占總儲(chǔ)量的3.9%;無4級工作面。

表7 工作面綜合評價(jià)結(jié)果及分類Tab.7 Coalface evaluation results and classification

3 工作面單產(chǎn)預(yù)測

3.1 預(yù)測模型建立

為了下一步合理配置工作面，保證工作面正常合理接續(xù)和礦井穩(wěn)產(chǎn)，需要對不同地質(zhì)條件的工作面單產(chǎn)水平進(jìn)行預(yù)測［8］。單產(chǎn)預(yù)測邏輯框圖如圖2所示。

圖2 工作面單產(chǎn)預(yù)測邏輯框圖Fig.2 Coalface per unit area yield prediction logic diagram

依據(jù)模擬結(jié)果Qm與工作面綜合評價(jià)值x相結(jié)合，建立工作面單產(chǎn)預(yù)測模型

式中Qy為工作面預(yù)測單產(chǎn)，萬t/a;f(x)為地質(zhì)條件修正系數(shù);Qm為一定生產(chǎn)技術(shù)條件下工作面模擬單產(chǎn)，萬t/a;x為工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性綜合評價(jià)值。

函數(shù)f(x)須根據(jù)礦井已回采工作面的實(shí)際單產(chǎn)、模擬單產(chǎn)及工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性綜合評價(jià)值加以確定。設(shè)有n個(gè)已采工作面，各工作面的實(shí)際單產(chǎn)Qsi，模擬單產(chǎn)Qmi及工作面綜合評價(jià)值xi都為已知，經(jīng)線性回歸分析可得xi，Qmi，Qsi之間關(guān)系，將f(x)帶入公式(2)中，即可對未開采工作面進(jìn)行單產(chǎn)預(yù)測。

3.2 模擬產(chǎn)量

為了準(zhǔn)確計(jì)算各工作面的模擬產(chǎn)量，在8煤8211綜放工作面現(xiàn)場實(shí)測采煤機(jī)割煤、移架及放煤速度，在5-2煤5211綜采工作面現(xiàn)場實(shí)測采煤機(jī)割煤及移架速度，再利用統(tǒng)計(jì)分析方法計(jì)算出各速度的均值和方差。其中，8211綜放工作面實(shí)測結(jié)果見表8～表9.把實(shí)測結(jié)果輸入到采煤工作面模擬程序(如圖3所示)中，可得出已采和未采工作面的模擬產(chǎn)量Qm.部分綜采和綜放工作面的模擬產(chǎn)量詳見表11，表12.

3.3 模擬產(chǎn)量的修正

根據(jù)燕家河煤礦已采各工作面實(shí)際單產(chǎn)Qsi，模擬單產(chǎn)Qmi及工作面綜合評價(jià)值xi，經(jīng)線性回歸分析，得到地質(zhì)條件修正系數(shù)f(x)的函數(shù)關(guān)系式為

薄煤層綜采工作面

厚煤層綜采及綜放工作面

表8 MG400/930WD采煤機(jī)下行割煤速度Tab.8 Speed of shearer’s coal cutting

表9 ZF4600/17/28HA支架移架速度Tab.9 Speed of stent’s advancing support

表10 ZF4600/17/28HA支架放煤速度Tab.10 Speed of stent’s coal caving

3.4 單產(chǎn)預(yù)測結(jié)果

分別將公式(3)、公式(4)代入公式(2)中，對燕家河煤礦未來開采的83個(gè)工作面進(jìn)行單產(chǎn)預(yù)測，即可得到各工作面的預(yù)測單產(chǎn)。預(yù)測結(jié)果表明，厚煤層綜放工作面預(yù)測單產(chǎn)為120～230萬t/ a，薄及中厚煤層綜采工作面單產(chǎn)為21～75萬t/a.部分綜采和綜放工作面的單產(chǎn)預(yù)測結(jié)果詳見表11，表12.

表11 綜采工作面單產(chǎn)預(yù)測結(jié)果Tab.11 Yield prediction results of mechanized m ining coalface

4 礦井合理生產(chǎn)能力確定

4.1 工作面配置方案

基于未來開采83個(gè)工作面單產(chǎn)預(yù)測結(jié)果，根據(jù)礦井的地質(zhì)條件及采煤工作面接替原則，結(jié)合燕家河煤礦近幾年的開采情況，提出2種工作面配置方式。

表12 綜放工作面單產(chǎn)預(yù)測結(jié)果Tab.12 Yield prediction results of fully mechanized top-coal caving coalface

方案1前期，配置1個(gè)厚煤層綜放面開采;后期，厚煤層綜放面回采完畢后，1個(gè)中厚煤層綜采工作面和1個(gè)薄煤層綜采工作面同時(shí)開采。

方案2厚薄煤層間配采，即1個(gè)厚煤層綜放工作面或1個(gè)中厚煤層綜采工作面與1個(gè)薄煤層綜采工作面同時(shí)開采。

根據(jù)工作面配置方案，對礦井未來開采的83個(gè)工作面進(jìn)行接續(xù)編排，編排過程中須考慮5-1，5-2，8煤之間采動(dòng)影響及地面村莊對工作面接續(xù)的影響。

4.2 礦井合理生產(chǎn)能力確定

4.2.1 產(chǎn)量變化規(guī)律分析

2個(gè)方案的礦井年產(chǎn)量波動(dòng)趨勢，如圖4所示，2個(gè)方案詳細(xì)比較結(jié)果見表13.

圖3 放頂煤工作面模擬程序流程Fig.3 Simulation program of top-coal caving coalface

表13 2方案工作面接續(xù)效果Tab.13 Two schemes coalfaces connection effect

圖4 礦井年產(chǎn)量波動(dòng)趨勢圖Fig.4 Mine annual production fluctuation trend graph

4.2.2 礦井合理生產(chǎn)能力分析

礦井總儲(chǔ)量為5 432萬t，其中厚煤層綜放面儲(chǔ)量為2 826萬t，占總儲(chǔ)量的52.0%;中厚煤層綜采面儲(chǔ)量為931.5萬t，占總儲(chǔ)量的17.2%;薄煤層綜采面儲(chǔ)量為1 674.5萬t，占總儲(chǔ)量的30.8%.從圖4，表13可知，方案2考慮到厚薄煤層間的搭配開采，從礦井持續(xù)發(fā)展的角度，綜合礦井開采能力、生產(chǎn)穩(wěn)定性等因素，礦井生產(chǎn)能力宜為180萬t/a，可穩(wěn)定生產(chǎn)25 a，具有一定的生產(chǎn)穩(wěn)定性。

4.3 做好村莊搬遷計(jì)劃

礦井的一、二采區(qū)剩余的5個(gè)厚煤層綜放面只能維持開采到2022年3月底，接替采區(qū)——三采區(qū)受地面村莊壓覆，因此礦井要制定好壓煤村莊搬遷計(jì)劃。一方面，進(jìn)行村莊搬遷計(jì)劃調(diào)研、可行性分析、搬遷計(jì)劃實(shí)施，并在2022年3月底前完成地面村莊搬遷。另一方面，在2019年年底前布置好三采區(qū)的開拓巷道布置;在2020年年底前完成三采區(qū)準(zhǔn)備巷道布置;在2022年3月底前完成三采區(qū)首采工作面，即8301工作面回采巷道布置及工作面安裝調(diào)試工作，只有這樣才不影響礦井正常的采掘接續(xù)。

5 結(jié)論

1)礦井未來要開采的工作面共計(jì)83個(gè)，儲(chǔ)量為5 432萬t.其中，1級工作面8個(gè)，占總數(shù)的9.6%，儲(chǔ)量為699.3萬t，占總儲(chǔ)量的12.9%;2級工作面74個(gè)，占總數(shù)的89.2%，儲(chǔ)量為4 523.4萬t，占總儲(chǔ)量的83.3%;3級工作面1個(gè)，占總數(shù)的1.2%，儲(chǔ)量為209.3萬t，占總儲(chǔ)量的3.9%;無4級工作面;

2)將工作面單產(chǎn)計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果與綜合評價(jià)值相結(jié)合，構(gòu)建了能綜合反映“人-機(jī)-環(huán)境”三因素影響的單產(chǎn)預(yù)測新模型，對礦井未來開采的83個(gè)工作面進(jìn)行了單產(chǎn)預(yù)測。厚煤層綜放工作面預(yù)測單產(chǎn)為120～230萬t/a，薄及中厚煤層綜采工作面預(yù)測單產(chǎn)為21～75萬t/a;

3)基于礦井生產(chǎn)能力為150萬t/a，180萬t/a等2種接替方案對比分析，同時(shí)考慮厚薄煤層間的搭配開采，從礦井持續(xù)發(fā)展的角度，綜合礦井開采能力、生產(chǎn)穩(wěn)定性等因素，確定礦井合理生產(chǎn)能力為180萬t/a，產(chǎn)量波動(dòng)范圍為156.5～208.7萬t，平均年產(chǎn)量為178.5萬t，產(chǎn)量波動(dòng)系數(shù)為0.114，可持續(xù)穩(wěn)定開采25 a;

4)要保證礦井正常采掘接續(xù)，一方面要合理解決村莊壓煤問題，制定好壓煤村莊搬遷計(jì)劃，在2022年3月底之前完成地面村莊搬遷工作;另一方面要在2022年3月底前完成8301綜放工作面回采巷道布置及工作面安裝調(diào)試工作。

References

［1］張東升.高產(chǎn)高效礦井開采模式的研究［D］.徐州∶中國礦業(yè)大學(xué)，1999.

ZHANG Dong-sheng.Study on high-output and high-efficiency mine exploitation pattern［D］.Xuzhou∶China University of Mining＆Technology，1999.

［2］左秀峰.高產(chǎn)高效礦井與深井的開拓部署及決策支持系統(tǒng)［M］.徐州∶中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

ZUO Xiu-feng.Exploitation disposition of high-output and high-efficiency mine and deep mine as well as its decision support system［M］.Xuzhou∶China University of Mining＆Technology Press，2000.

［3］左秀峰，張先塵，王玉浚，等.生產(chǎn)礦井持續(xù)生產(chǎn)能力的研究［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，31(2)∶171-174.

ZUO Xiu-feng，ZHANG Xian-chen，WANG Yu-jun，et al.Research on rational continuous throughput of underground mines［J］.Journal of China University of Mining＆Technology，2002，31(2)∶171-174.

［4］王紅勝，張東升，陳濤，等.特大型礦井持續(xù)開采的合理規(guī)模分析［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，35(6)∶747-751.

WANG Hong-sheng，ZHANG Dong-sheng，CHEN Tao，et al.Analysis on rational scale of durative exploitation in oversizemine［J］.Journal of China University of Mining＆Technology，2006，35(6)∶747-751.

［5］王紅勝，張東升，李樹剛，等.礦井合理生產(chǎn)能力的決策與應(yīng)用［J］.西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29(6)∶666 -671.

WANG Hong-sheng，ZHANG Dong-sheng，LIShu-gang，et al.Decision and application ofmine rational production capacity［J］.Journal of Xi’an University of Science and Technology，2009，29(6)∶666-671.

［6］孟憲銳，張聚國，溫星星，等.特大型礦井合理生產(chǎn)能力選擇研究［J］.煤炭工程，2012(4)∶1-5.

MENG Xian-rui，ZHANG Ju-guo，WEN Xing-xing，etal. Study on selection of rational production capacity for ultra largemine［J］.Coal Engineering，2012(4)∶1-5.

［7］張聚國.特大型井工礦開采方法選擇及生產(chǎn)能力評價(jià)體系研究［D］.北京∶中國礦業(yè)大學(xué)，2012.

ZHANG Ju-guo.Theminingmethod selection and the evaluation system of reasonable production capacity in oversize underground mines［D］.Beijing∶China University of Mining＆Technology，2012.

［8］張東升，徐金海.礦井高產(chǎn)高效開采模式及新技術(shù)［M］.徐州∶中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

ZHANG Dong-sheng，XU Jin-hai.High-output and highefficiency exploitation pattern and new technology of mine［M］.Xuzhou∶China University of Mining＆Technology Press，2003.

［9］王紅勝，張東升，陳勇，等.基于可能-滿意度方法的特大型礦井開采規(guī)模研究［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，36(2)∶148-152.

WANG Hong-sheng，ZHANG Dong-sheng，CHEN Yong，et al.Study on rational mining capacity in super-huge coalmine based on possibility-satisfiabilitymethod［J］. Journal of China University of Mining＆Technology，2007，36(2)∶148-152.

［10］王小平.緩傾斜、傾斜煤層地質(zhì)條件的開采工藝性評價(jià)［D］.徐州∶中國礦業(yè)大學(xué)，1993.

WANG Xiao-ping.Evaluation on the geological conditions of gently inclined or inclined coal seams in terms ofmining technology［D］.Xuzhou∶China University of Mining＆Technology，1993.

［11］王小平.煤層地質(zhì)條件的開采工藝性評價(jià)軟件研制及其應(yīng)用［J］.煤炭學(xué)報(bào)，1996，21(3)∶235-239.

WANG Xiao-ping.Development and application of software for evaluation of geological conditions of coal seams in terms ofmining technology［J］.Journal of China Coal Society，1996，21(3)∶235-239.

［12］張先塵，朱建明.緩傾斜、傾斜煤層地質(zhì)條件的開采工藝性評價(jià)［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，20(3)∶35 -44.

ZHANG Xian-chen，ZHU Jian-ming.Evaluation on the geological condition in gently inclined or inclined coal seams from the point of view ofmining technology［J］. Journal of China University of Mining＆Technology，1991，20(3)∶35-44.

［13］張東升，張吉雄，張先塵.工作面煤層地質(zhì)條件開采工藝性的模糊綜合評價(jià)［J］.系統(tǒng)工程學(xué)報(bào)，2002，17 (3)∶252-256.

ZHANG Dong-sheng，ZHANG Ji-xiong，ZHANG Xianchen.Fuzzy evaluation on coal seam geological condition of coal face［J］.Journal of Systems Engineering，2002，17(3)∶252-256.

［14］LIWei-min，DONG Guo-wei，WANG Hong-sheng.Fuzzy evaluation on coal seam geological condition of fullymechanized face in ten-million-ton mine［J］.Mining Science and Technology，2005，15(3)∶208-212.

［15］王紅勝.礦井本質(zhì)安全型開采技術(shù)體系構(gòu)建與應(yīng)用［D］.徐州∶中國礦業(yè)大學(xué)，2007.

WANG Hong-sheng.Building and application of essential safety mining technology system in mine［D］. Xuzhou∶China University of Mining＆Technology，2007.

［16］王紅勝，張東升，田蘇波，等.基于“人-機(jī)-環(huán)境”型采煤工作面接續(xù)系統(tǒng)［J］.煤炭工程，2009，41(11)，73-75.

WANG Hong-sheng，ZHANG Dong-sheng，TIAN Su-bo，et al.Coalfaces connection system based on the“manmachine-environment”model［J］.Coal Engineering，2009，41(11)∶73-75.

Analysis on them ine rational production capacity of the seam group m ining w ith complicated geological condition

WANG Hong-sheng1，2，YOU Lin-dong1，LIShu-gang1，2，SHUANG Hai-qing1，DU Zheng-xian1

(1.College of Energy Science and Engineering，Xi’an University of Science and Technology，Xi’an 710054，China; 2.Key Laboratory ofWestern Mine Exploitation and Hazard Prevention of Ministry of Education，Xi’an 710054，China)

∶To determine themine rational production capacity of the seam group with complicated geological condition，combined with the results of the mining technology for comprehensive evaluation on the coal seam geological condition of the coalfaces and the coalfaces output simulated by computer，the coalfaces outputwere forecasted reliably.Multi coalface plans likely to suffice coalmine output capacity were compared and analyzed in order to obtain the rational production capacity based on the coalface forecast output.The No.5-1，5-2，8 coal seam of Yanjiaheminewere taken as research object，firstly，83 coalfaceswhich will be exploited in the future were evaluated using the fuzzy synthesis evaluation method.Secondly，based on the evaluation results，the production of coalfacesmined in the futurewas forecasted reliably.Thirdly，two kinds of coalface configuration schemes were proposed，and the coalfaces connection were arranged.Finally，themine’s rational production capacity was analyzed.The results show that，the rational production capacity ofmine is 1.8 million t/a，and the fluctuation range of production is 1.6 to 2.1 million tons，and the average annual production is 1.795 million tons，and the productionfluctuation coefficient is 0.114，and the steadymining time ofmine is 25 a.

∶high yield and high efficiency;mine production capacity;mining technology evaluation; coalface output forecast;coalface replacement

∶TD 851

∶A

00/j.cnki.xakjdxxb.2015.0302

∶1672-9315(2015)03-0284-08

∶2015-01-07責(zé)任編輯∶劉潔

∶國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2015CB251600)

∶王紅勝(1976-)，男，安徽池州人，博士，副教授，E-mail∶cumtwhs@xust.edu.cn