1科学采矿研究概述
人类在社会实践中不断认识社会发展与自然生存的规律法则,从而通过改造人类社会和自然来促进人类进步与经济发展,构建物质文明与精神文明[4]。从最初的粗放型采矿发展到现在科学采矿的进程,就是人类认识发展的最好印证。科学采矿对煤炭开采的要求较高,涉及到技术、环境、安全、效益、科学方法等方面,在此对科学采矿核心内涵做出界定:在现代既定的生产技术水平和科学采矿理念的条件下,实现人、机器、自然和社会的协调,使采矿效益极大化的开采方法[5]。本文结合钱鸣高科学采矿的五个方面,提出了新的科学采矿内涵构成:
1)安全开采:要以人为本,将人身安全放在第一位,加大对开采工人的保护力度。提升工人素质,加大对工地有效安全管理,确立法律法规保障工人权益。
2)绿色开采:实现与环境协调可持续发展,减小对环境的破坏,特别是确保地下水质不被破坏,同时实现煤层气与煤炭共同开采,又保障了安全开采。
3)科学开采:主要是采用合理的开采技术提高采收率,改善我国现阶段煤炭资源采收率较低的状况。
4)高效开采:提高集约化、机械化开采水平,减少煤矿事故,进一步保障安全开采。
5)智能化开采:通过加大信息导向识别技术的应用,实现智能化开采,提高生产效率,这是我们科学采矿未来的发展目标。
6)合理成本开采:考虑完全成本,即包括资源成本、生产成本、安全成本、环境成本和发展成本。
2科学采矿评价指标体系
为了更好地评价科学采矿,我们引入了科学采矿评价指标体系:通过建立数学模型来划分科学采矿中的评价指标。按照评价指标的重要性将所划分的指标分成三个等级:1级指标、2级指标和3级指标,分别有6个、20个、17个。
3科学采矿量化评价方法
为了进一步对科学采矿评价进行详尽描述,我们将科学采矿评价指标体系模型进行量化处理,常用的指标量化处理方法有标准计量法、开关函数法、分段函数法及定性描述的方法[7]。开关函数法,例如以瓦斯突出为例,一般将瓦斯突出次数设为a,则瓦斯突出次数的指标量化f(a)为:f(a)=1(a=0);f(a)=0(a>0)。分段函数法,常常在分段点处评价指标的贡献率有出现突变的情况。定性描述法常适用于难以用定量的值来表达指标,因而采用了定量与定性结合的方法来共同描述其指标[8-9]。对科学采矿的核心内涵的6个指标进行标定,即安全开采(M1)、绿色开采(M2)、科学开采(M3)、高效开采(M4)、智能化开采(M5)、合理成本开采(M6)。百万吨重伤率指标(M1-1-1)标准量化,经过调研分析可以知道其量化函数为:f(a)=-0.017a3+0.053a2-0.430a+1.023.死亡率指标(M1-1-2)标准量化,为了体现以人为本,体现对生命的高度尊重,矿产开采过程中出现死亡的,即记为1,否则记为0,则函数表示为:f(a)=1,(a>0)0,(a>0!).职业病发病率指标(M1-1-3),可以通过员工发病人数与总员工人数的比值来体现,职业病发病率=员工发病人数m/总员工人数n×100%。
瓦斯突出次数指标(M1-2-1)函数表达为:f(a)=1,(a>0)0,(a>0!).瓦斯造成经济损失率指标(M1-2-2),包括了由瓦斯造成的间接损失和直接损失,常用函数为:f(a)=3e-10a3+2e-6a2-0.0018a+0.9000.式中:a为瓦斯造成吨煤经济损失,万元。每吨煤火灾发生造成损失(M1-3-1)指标定量表述为:每吨煤火灾发生造成损失=全年火灾发生造成的经济损失/矿井年产量×100%,其中经济损失单位为元,年产量单位为吨。每吨煤水灾发生造成损失(M1-4-1)指标定量表述为:每吨煤水灾发生造成损失=全年水灾发生造成的经济损失/矿井年产量×100%,其中经济损失单位为元,年产量单位为吨。煤层气采收率(M2-1-1)指标量化取值:表示煤层气采收量与煤层气流动量的比值,可以根据实际数据进行标定。煤层气利用率(M2-1-2)指标量化取值:表示煤层气利用量与煤层气开采量的比值,可以根据实际数据进行标定。资源采收程度(M3-1-1)=实际采收量/规定采收量×100%每万吨煤平均用人数指标(M4-3-1)表达的是人员数量的相对多少,其至少有b人时,才能体现出工作效率,因而采用分段函数将定性的指标量化来确定:煤炭掘进智能化水平指标(M5-1-1)=智能化采煤量/全矿区采煤量×100%。每吨煤资源利用成本(M6-1-1)=每年资源利用费用/煤矿年产量×100%。每吨煤环境保护成本(M6-4-1)=每年环境保护费用/煤矿年产量×100%。每吨煤维护成本(M6-5-1)=每年维护费用/煤矿年产量×100%。其中费用单位均为元,煤矿年产量单位为吨。最后根据以上指标在不同煤矿中影响的大小,赋予各指标权重进行计算即可实现科学采矿定量评价。
4结束语
针对我国煤炭开采利用中所存在各种问题,最终提出了行之有效的科学评价定性和定量体系。先对科学采矿研究体系进行概述,并对其内涵详细描述;之后描述科学采矿三级评价指标体系模型,并根据该模型,对科学采矿评价指标进行量化处政治期刊理,即可根据其在不同煤矿中的影响的重要程度赋予权重[10],从而可以实现采矿科学体系的最终评价。
作者:张永杰 单位:山西煤炭运销集团晋中有限公司
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