科学采矿评价指标体系与量化评价方法
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摘要
科学采矿是在安全、环保前提下,最大限度地高效采出煤炭资源的开采技术,是人类认识自然和开发利用自然资源理念的升华,是采矿技术、发展方式,乃至煤炭行业命运的重大变革,是一种全新的采矿模式,科学采矿必将对煤炭工业的未来产生深远影响。为推动科学采矿的进一步发展,亟待建立科学采矿的评价指标体系及量化评价方法。
     针对我国煤炭开采引发的资源、环境、安全、社会经济文化等问题,在系统分析煤炭开采历史演化进程的基础上,根据钱鸣高院士等前人的研究成果,提出了以“安全开采、绿色开采、高采出率开采、集约化高效开采、智能化开采和完全成本开采”等6个反映科学采矿的核心内涵指标,及对科学采矿影响较大的“资源禀赋条件、安全技术保障、科学管理保障、经济与社会效益”等4个主控因素指标。
     采用数理统计、图论方法,以及物理学中的“力”、“场”原理及方法,研究了煤炭开采技术与相关社会因素的定量关系,构建了科学采矿量化评价指标函数,建立了集安全、环保、效率、科技及责任等为一体的“10-41-61”结构的科学采矿评价指标体系。以可拓理论、主观动态赋权方法、线性加权综合方法、专家定参方法等为手段,建立了必须多专家共同参与的科学采矿评价数学模型,并对各级评价指标进行了无量纲化处理,探索了以综合评判法结合可拓理论确定科学采矿指数(ScMC)和科学采矿等级(ScMR)的方法,形成了完整的科学采矿评价方法及评价体系。
     研发了用于科学采矿评价的ESSM软件,可分别或同时计算ScMC和ScMR,并根据需要对评价结果进行综合分析。应用该评价方法和软件,对典型矿井进行了科学采矿的评价。
The scientific mining is defined as mining coal resources under the conditions of safety,environment protection and high recovery rate. It is the direction for utilizing coal as a green energy.Now, this concept has been widely recognized since it was proposed. Therefore, it is important todevelop an evaluation index system and method, in order to evaluate the scientific mining techniquequantitatively.
     The scientific mining technique is proposed on the basis of analyzing the history of coal miningand the evolution process of coal mining as well as the previous relevant research results. It involvessix core issues, including the mining safely, the green mining, the high recovery rate mining, theintensive and effective mining, as well as the intelligent and full-cost exploitation. The techniquealso contains four controlling factors, such as the geological conditions of resources, the miningsafety guarantee system, the scientific management guarantee system, as well as the economy andsociety benefits consideration.
     The evaluation indexes is developed on the basis of analyzing the complex technical and socialfactors of coal mining using the principle and the theory of physics such as analysis, graph theory,“force” and “field”.
     A multi-expert participating model for evaluating scientific mining is established by utilizingextension theory, subjective and dynamic weighting method, linear weighted composite method,experts-input-parameter method.
     The evaluation method of scientific mining is presented herein with dimensionless of evaluationindexes in all levels. The ESSM software, which can be used to calculate scientific miningcoefficient(ScMC) and scientific mining ranking(ScMR) separately and/or simultaneously, isincluded in the model and it is capable to conduct a comprehensive analysis for evaluation asrequired.
引文
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