神東礦區(qū)采區(qū)最佳開采參數(shù)研究報(bào)告

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1、神東礦區(qū)回采工作面最佳參數(shù)研究課題研究報(bào)告太原理工大學(xué)神華神府東勝煤炭有限責(zé)任公司2002年11月20日課題組人員組成太原理工大學(xué)課題組負(fù)責(zé)人：康立勛教授（博士）王小汀教授（工學(xué)碩士）課題組參加人員：馮志強(qiáng)碩士研究生張軍碩士研究生李國(guó)才碩士研究生高紅波碩士研究生神華神府東勝煤炭有限責(zé)任公司課題組負(fù)責(zé)人：王安神東公司總工程師，副總經(jīng)理高級(jí)工程師馬茂盛神東公司多經(jīng)公司總工程師高級(jí)工程師課題組參加人員：田瑞云神東公司安監(jiān)局總工程師高級(jí)工程師武子生榆家梁煤礦總工程師高級(jí)工程師楊俊哲人柳塔煤礦總工程師高級(jí)工程師杜福榮烏蘭木

2、倫煤礦總工程師高級(jí)工程師程遠(yuǎn)輝神東公司生產(chǎn)部高級(jí)工程師賀安民人柳塔煤礦副總工程師高級(jí)工程師孫建民神東公司生產(chǎn)技術(shù)部副部長(zhǎng)高級(jí)工程師趙永峰神東公司生產(chǎn)技術(shù)部副部長(zhǎng)高級(jí)工程師潘金神東公司生產(chǎn)技術(shù)高級(jí)工程師趙俊輝神東公司生產(chǎn)技術(shù)工程師杭月珍神東公司計(jì)劃部副經(jīng)理高級(jí)經(jīng)濟(jì)師第一章前言0笫一節(jié)神東礦區(qū)回采工作面最佳參數(shù)研究的必要性3笫二節(jié)課題主要研究?jī)?nèi)容4第三節(jié)研究實(shí)施方案5第四節(jié)研究開發(fā)計(jì)劃6笫五節(jié)主要結(jié)論7第二章礦區(qū)開采技術(shù)條件8第一節(jié)補(bǔ)連塔礦井簡(jiǎn)介8笫二節(jié)煤層賦存條件8第三節(jié)井出開拓方式10第四節(jié)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)10笫五節(jié)

3、采煤方法11第三章采區(qū)巷道布置類型分析15第一節(jié)走向長(zhǎng)壁巷道布置15第二節(jié)傾斜長(zhǎng)壁巷道布置16第三節(jié)神東礦區(qū)采區(qū)巷道布置方式分析17第四章工作面開采技術(shù)因素分析20第一節(jié)地質(zhì)條件對(duì)工作面參數(shù)的影響20第二節(jié)開采技術(shù)條件因素分析26第五章工作面最佳參數(shù)計(jì)算機(jī)優(yōu)化系統(tǒng)35笫一節(jié)采區(qū)各類費(fèi)用計(jì)算35第二節(jié)建立經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型45第三節(jié)模擬程序設(shè)計(jì)46笫三節(jié)實(shí)際應(yīng)用52第六章神東礦區(qū)工作面最佳參數(shù)多目標(biāo)決策61第一節(jié)多目標(biāo)決策方法61笫二節(jié)工作面參數(shù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的確定70第三節(jié)提岀可行方案集71第四節(jié)建立層次結(jié)構(gòu)模型74第五節(jié)應(yīng)

4、用插值法計(jì)算各方案相對(duì)各指標(biāo)的評(píng)分值77第一章前言第一節(jié)神東礦區(qū)回采工作面最佳參數(shù)研究的必要性回采工作面生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜多變的隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)，受礦井的地質(zhì)、設(shè)備、技術(shù)管理水平等眾多因素的影響，在不同開采條件下，回采工作面開采技術(shù)參數(shù)取值不同，所取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是不同的，它將直接影響著礦井的經(jīng)濟(jì)效益。如何確定回采工作面的開采參數(shù)，取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是多年來采礦工作者一直關(guān)心的問題，并且曾進(jìn)行過大量的研究工作。回采工作面最佳參數(shù)的研究是針對(duì)礦井的具體條件，以最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用系統(tǒng)理論方法，在對(duì)現(xiàn)有礦井大量&

5、產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)多目標(biāo)多參數(shù)進(jìn)行分析，找出影響采煤工作面生產(chǎn)系統(tǒng)的主要因素，確定回采工作面參數(shù)與各類費(fèi)用的數(shù)值關(guān)系，在滿足給定礦井回采工作面各種約束條件的前提下,合理地選擇設(shè)計(jì)變量數(shù)值范圍，通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)選優(yōu)方法，獲得在一定意義上的回采工作面最優(yōu)開采參數(shù)，其目的就是找到一組合適礦井實(shí)際生產(chǎn)條件下的回采工作面參數(shù)的設(shè)計(jì)變量數(shù)值，使得由這些參數(shù)所確定的設(shè)計(jì)方案為回采工作面的最佳開采方案。由此可見，回采工作面最佳參數(shù)的研究不僅是選優(yōu)方法，也是一種實(shí)用的新技術(shù)。如果回采工作面參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，將對(duì)礦井今后的生

6、產(chǎn)和管理產(chǎn)生一系列影響。因此，回采工作面參數(shù)的研究將對(duì)礦井安全生產(chǎn)、減員提效具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。將回采工作面最佳開采方案參數(shù)研究成果與計(jì)算機(jī)圖形繪制和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相結(jié)合，建立回采工作面最優(yōu)開采技術(shù)方案的計(jì)算機(jī)優(yōu)化系統(tǒng)，可用于回采工作面的設(shè)計(jì)、決策、計(jì)劃、管理，實(shí)現(xiàn)工作面管理的智能化、自動(dòng)化，將有助于提高礦井現(xiàn)代化管理水平，具有很大的應(yīng)用與推廣價(jià)值。神東礦區(qū)是我國(guó)最大的煤炭生產(chǎn)基地之一，煤層賦存淺，煤田地質(zhì)構(gòu)造、煤層結(jié)構(gòu)、水文等條件簡(jiǎn)單，瓦斯涌出量小，礦井機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。具有獨(dú)特的地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件，擁有世

7、界一流采掘機(jī)械設(shè)備，其采掘工作面技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。女Z補(bǔ)連塔礦綜采工作面，采高4.5—4.8m,工作面長(zhǎng)度242m,工作面推進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)到5000m,工作面日產(chǎn)量最高達(dá)到3萬t/d、月產(chǎn)量最高達(dá)到50萬t/月，掘進(jìn)工作面最高班進(jìn)尺達(dá)到73m/班、最高日進(jìn)尺達(dá)到130m/d、最高刀進(jìn)尺達(dá)到2960m/月，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。美國(guó)梅格斯31號(hào)礦最高月產(chǎn)量達(dá)到5214251/月，創(chuàng)世界綜采工作面單產(chǎn)最高記錄。澳大利亞優(yōu)蘭礦綜采，采高2.75—3.65m,工作面長(zhǎng)度200m,工作面推進(jìn)長(zhǎng)度2000m,

8、工作面日產(chǎn)量達(dá)到25000t/do故此，對(duì)神東礦區(qū)的具體條件，研究工作面最佳參數(shù)，是非常必要的，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論指導(dǎo)價(jià)值。第二節(jié)課題主要研究?jī)?nèi)容1、工作面巷道布置類型的研究：針對(duì)煤礦的實(shí)際條件，分析可行的采區(qū)巷道布置類型以及其優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)條件，確定適合本礦區(qū)開采的采區(qū)巷道布置類型。2、工作面參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證：依據(jù)礦井回采工作面的地質(zhì)條件(煤層厚度、傾角、圍巖條件