衰老矿井残煤可采性评价与复采技术研究
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摘要
生产矿井进入衰老期后,经过长期开采会形成条件各异的残煤资源,这些残煤资源块段形状不规则、煤厚不稳定、赋存条件复杂,开采难度大,从保护环境、煤炭资源和稳定衰老矿井生产经营的角度,都需要进行回采。衰老矿井残煤资源复采是科学采矿的重要内容之一,其研究成果为残煤复采提供理论依据和实践参考,具有重要的理论意义和现实意义。论文从衰老矿井残煤构成、残煤经济可采性评价、残煤复采条件适宜性评价和复采技术方面进行研究,取得了以下创新性成果:
(1)提出了衰老矿井的概念是可采资源难以持续满足生产系统能力需求的矿井;确定了矿井衰老的判断指标:生产矿井剩余可采储量为原设计可采储量的20%左右,深部及外围没有可扩展的资源或大中型矿井剩余服务年限小于10a、小型矿井剩余服务年限小于5a;以矿井生命周期理论为基础,建立了矿井生命周期系统动力学模型,模型能够模拟矿井生命周期过程,识别矿井生命周期阶段。
(2)根据矿井开采损失分析,提出衰老矿井残煤主要构成为采空区厚度煤和边角煤柱块段,根据采空区厚度煤与边角煤柱的分布关系,提出了残煤复采的三种基本类型:完全采空区型复采、横跨煤柱型复采和纵跨煤柱型复采。结合复采采准巷道布置提出了残煤复采方法:单独布置-单独开采、联合布置-联合开采和联合布置-分区开采。
(3)根据影响残煤复采条件适宜性的因素分析,采用变权理论和综合模糊评价方法,建立了残煤复采条件适宜性变权模糊评价模型。
(4)根据煤炭资源的自然价值理论和环境资源价值理论得出煤炭资源价值是自然价值和环境价值组成,构建了基于煤炭资产价值的残煤经济可采性评价方法:Pi ? Ci?R?( f1 ?EC1+f2?EC2)≥0。
(5)以矿山开采基本理论为指导,在残煤复采技术问题综合分析的基础上,提出了残煤复采关键技术内容,并研究了典型条件下的残煤复采方案设计及技术应用。
Production mine entering aging period,after a long term mining it will formate residual coal resources of different conditions: irregular shape,unstable coal thickness, complicated occurrence conditions and difficult mining.It is essential to mine from the viewpoints of environmental protection,coal resources and stabilize the production and operation of aged mine. Remining of aged mine’s residual coal resources is one of the important contents of scientific mining,the research results will provide theoretical and practical reference for residual coal remining and have great theoretical and practical significance.This article researches from aged mine’s residual coal structure,economical workability evaluation,remining conditions suitability evaluation and remining technology,and made innovative achievements in the following.
(1) It puts forward the conception of aged coalmine which is a coal mine with limited recoverable resources that difficult to satisfy the capability requirement of production system continuously; determined the judgment indexes of aged coalmine: remaining recoverable reserves of production mine is 20% of originally design, there is no scalable resource at deep and periphery or the remaining service time of large-medium-scale mine is less than 10 years, small-scale 5 years; constructed the System Dynamic model for coal mine lifecycle basing on coal mine lifecycle theory, the model can recognize the stages of coal mine lifecycle by simulating the process of coal mine lifecycle.
(2) Basing on mining loss analysis, summarized that thickness coal of goaf and margin angle coal pillar section are the main integrants of aged coalmine’s residual coal resources, and according to the distribution between thickness coal of goaf and margin angle coal pillar, it proposed three types of residual coal remining, those are completely goaf remining, crossing coal pillar remining and lengthwise crossing remining.
(3) According to feasibility factors analysis on affecting residual coal remining technology, this dissertation constructed feasibility variable weight fuzzy comprehensive model of residual coal resources remining technology under variable weight theory and fuzzy comprehensive evaluation method and evaluated examples of application.
(4) On the basis of the natural value theory and environmental resources value theory of coal resources, it obtained the result that coal resources composing of natural value and environmental value, then constructed the economical workability evaluation formula of residual coal resources basing on coal resources value, that is: Pi ? Ci?R?( f1 ?EC1+f2?EC2)≥0.
(5) According to basic mining theory and technical analysis of residual coal mining,it puts forward the key technologies content of remining.And it gives a detailed study including project design and technology application for the residual coal resource with typical conditon.
(1)提出了衰老矿井的概念是可采资源难以持续满足生产系统能力需求的矿井;确定了矿井衰老的判断指标:生产矿井剩余可采储量为原设计可采储量的20%左右,深部及外围没有可扩展的资源或大中型矿井剩余服务年限小于10a、小型矿井剩余服务年限小于5a;以矿井生命周期理论为基础,建立了矿井生命周期系统动力学模型,模型能够模拟矿井生命周期过程,识别矿井生命周期阶段。
(2)根据矿井开采损失分析,提出衰老矿井残煤主要构成为采空区厚度煤和边角煤柱块段,根据采空区厚度煤与边角煤柱的分布关系,提出了残煤复采的三种基本类型:完全采空区型复采、横跨煤柱型复采和纵跨煤柱型复采。结合复采采准巷道布置提出了残煤复采方法:单独布置-单独开采、联合布置-联合开采和联合布置-分区开采。
(3)根据影响残煤复采条件适宜性的因素分析,采用变权理论和综合模糊评价方法,建立了残煤复采条件适宜性变权模糊评价模型。
(4)根据煤炭资源的自然价值理论和环境资源价值理论得出煤炭资源价值是自然价值和环境价值组成,构建了基于煤炭资产价值的残煤经济可采性评价方法:Pi ? Ci?R?( f1 ?EC1+f2?EC2)≥0。
(5)以矿山开采基本理论为指导,在残煤复采技术问题综合分析的基础上,提出了残煤复采关键技术内容,并研究了典型条件下的残煤复采方案设计及技术应用。
Production mine entering aging period,after a long term mining it will formate residual coal resources of different conditions: irregular shape,unstable coal thickness, complicated occurrence conditions and difficult mining.It is essential to mine from the viewpoints of environmental protection,coal resources and stabilize the production and operation of aged mine. Remining of aged mine’s residual coal resources is one of the important contents of scientific mining,the research results will provide theoretical and practical reference for residual coal remining and have great theoretical and practical significance.This article researches from aged mine’s residual coal structure,economical workability evaluation,remining conditions suitability evaluation and remining technology,and made innovative achievements in the following.
(1) It puts forward the conception of aged coalmine which is a coal mine with limited recoverable resources that difficult to satisfy the capability requirement of production system continuously; determined the judgment indexes of aged coalmine: remaining recoverable reserves of production mine is 20% of originally design, there is no scalable resource at deep and periphery or the remaining service time of large-medium-scale mine is less than 10 years, small-scale 5 years; constructed the System Dynamic model for coal mine lifecycle basing on coal mine lifecycle theory, the model can recognize the stages of coal mine lifecycle by simulating the process of coal mine lifecycle.
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(3) According to feasibility factors analysis on affecting residual coal remining technology, this dissertation constructed feasibility variable weight fuzzy comprehensive model of residual coal resources remining technology under variable weight theory and fuzzy comprehensive evaluation method and evaluated examples of application.
(4) On the basis of the natural value theory and environmental resources value theory of coal resources, it obtained the result that coal resources composing of natural value and environmental value, then constructed the economical workability evaluation formula of residual coal resources basing on coal resources value, that is: Pi ? Ci?R?( f1 ?EC1+f2?EC2)≥0.
(5) According to basic mining theory and technical analysis of residual coal mining,it puts forward the key technologies content of remining.And it gives a detailed study including project design and technology application for the residual coal resource with typical conditon.
引文
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