煤礦礦井設計及采區優化分析

薛寒

中煤新集阜陽礦業有限公司 安徽阜陽 236058

1 當前煤礦采礦工程技術的基本特點

采礦工程技術指的是在實際的采礦過程中需要運用到的各種技術手段。采礦技術的正確運用可以提高采礦的效率，以滿足我國工業發展所需要的礦產資源，進而推動我國工業化進程，加速我國經濟的騰飛[1]。從整體上來說，我國目前的采礦技術還不夠完善，具有安全隱患程度高等特點。

1.1 安全隱患程度高

眾所周知，采礦業是一項具有高死亡率的行業。目前，雖然我國采礦業得到了一定的發展，各項技術相對于以往有了長足的進步，但是依然存在著各項安全隱患。同時，相對于世界上其他的采礦業大國，技術依然存在一定的差距。因此，要大力研發采礦技術，優化管理方案，降低采礦業的事故發生率。以保證采礦工人的人身安全。

1.2 開采技術廣泛

我國地幅遼闊，地質環境復雜。為了適應不同的地質環境，一系列的采礦技術應運而生。因此，我國的采礦技術不是單一的形式，而是呈現出相對廣泛的特征。針對不同的地質環境下的礦產資源的開采，可供選擇的技術手段較為多元化。并有很多具有創新性的技術已經投入到生產中。

1.3 提高采掘裝備水平，確保安全高效和采掘平衡

井下裝備以成熟國產設備為主，配備1 個大采高綜合機械化采煤工作面，最大采高5．2m，接續工作面順槽和開拓大巷分別配備2 個綜合機械化掘進工作面，采掘比1：4，科學配套先進采掘設備，從根本上保證了采掘平衡，為礦井達產、穩產打下堅實基礎。

2 煤礦礦井設計

某處一礦井設計生產能力15．00Mt/a，由陜西小保當礦業有限公司開發建設。井田長15．2km，寬6．6km，面積97．401km2。地質資源量2384．31Mt，設計可采儲量1489．70Mt，服務年限73．7a。

2.1 井巷工程優化設計

（1）開拓工程設計優化。開采礦產資源時，需要從地表向下挖掘一系列的井巷通達井田。一般來說，開采的井巷包括豎井、斜井、斜坡道等。開拓井田所挖掘出的井巷，稱為開拓巷道。開拓巷道在空間上的布局稱為開拓系統。開拓系統工程在一定程度上決定了礦山建設的成本。合理的設計開拓工程并對其進行優化可以在很大程度上降低生產成本。因此，優化開拓工程是一項十分重要的工作[2]。

（2）采切工程設計優化。采切工程指的是在回采作業之前必須完成的井巷工作。采場的設備運輸通道和出礦通道沒有嚴格的要求，只需滿足安全施工即可。要優化安全出入口即上山和分層聯絡道等，以確保工程的基本安全。相鄰的采場直接可以通過共享聯絡工程的辦法來減少工程總量，降低工程預算。要對探采工程進行優化，巷道要相互利用。采切工程設計的優化可以進一步提高采礦業的科學性，并降低生產成本。

2.2 技術裝備優化

采礦技術想要獲得較大的突破就必須在生產設備上有創新型的進步。采礦設備的設計要圍繞提高生產效率，降低開采難度和保證開采安全這三條基本原則來進行。目前，采礦設備的發展主要體現在無軌化、自動化、智能化等方面。新型開采設備的運用大大降低了一線開采工人的工作量，在一定程度上保障了開采工人的人身安全。并且推動了礦產資源的規模化、現代化開采的進程。由于我國在技術裝備上與發達國家仍然有一定的差距，因此可以考慮引進先進的生產設備以彌補不足。

2.3 探礦工程優化

探礦工程是采礦工程的先驅工作[3]。對探礦工程進行優化是十分有必要的。在進行探礦方案的設計時，應由專業的機構和專家共同商議，提出合理的建議，制定出科學的方案。在實際的探礦工作中，由于地質環境往往比較復雜多變，因此，相關人員要提前制定好探礦的工作進度安排，并按照進度進行相關工作。在施工時，由于工作性質的多變性和不可預料性，要結合實際的工作進度對設計方案進行調整和修訂。總而言之，對探礦工程進行優化是一項具有現實意義的工作。

3 煤礦礦井采區優化

3.1 優化內容

礦區設計和采區優化，包括采煤方法的更新、采礦機械設備的選擇等待，這種優化內容是建立在礦井優化模型、礦井內部巷道布置基礎之上的，利用這些數據確定采煤方法選用和各種機械設備選擇標準。

3.2 優化方法

（1）實現一巷多用。采取各種巷道進行布置和設計的過程中，對于以往的巷道應當盡可能地利用，然后結合本區和其他區域現有條件進行改造，最大程度地減少浪費，實現一巷多用，降低成本的同時，提升工作效率。

（2）適當加大階段高度和走向長度。階段高度的增加可以提高煤礦生產率，因此事先可以進行開采條件和技術設備的勘查，如果情況允許可以適當增加階段高度，增加采煤工作面長度和采區走向長度，相對減少分段個數，對于階段服務的年限可以適當嚴懲，從而確保較低成本實現采煤工作量的增加，從而將機械化的功能發揮到最大[4-5]。

4 結語

總之，煤礦礦井設計和采區優化是為了的將礦井內部的巷道分布更加合理，從而促使煤礦生產效率的提升，更重要的是在這個過程中確保生產安全性。本文對此展開研究，從煤礦礦井設計模型構建和存在的問題分析，提出了幾種解決對策，最終提出了優化內容和方法，希望對煤礦生產效率和安全性提升有所幫助。