深部煤炭资源智能化开采技术现状与发展方向

深部煤炭资源开采采场地应力高、采动影响强烈,冲击地压灾害时有发生。智能化开采是深地资源开采的重要手段,深部资源安全绿色、智能高效开采技术与装备亟需研发,以加快开展千米深井智能开采实践。根据兖矿集团多年来煤矿开采的技术经验,在分析智能化开采技术现状的基础上,围绕煤炭资源深部开采灾害防治和探-掘-采等关键生产环节,分别对矿井地质探测与建模、深井灾害防治技术、智能化掘进与开采技术现状及存在的问题进行了阐述,展望了深部煤炭资源智能化开采趋势,提出了各项技术相对应的具体研究内容及预期研究目标。目前三维地质建模技术可基本辅助规划井下安全生产,但仍处于起步阶段,探测精度不够,缺乏实时处理功能,实现地层精准模型构建有待高精度探测技术与数据处理方法展开研究;矿震观测系统的引进及发展有助于冲击地压防治,但仍需在关键层运动特征监测及灾害治理手段方面深入研究,同时须进一步提升矿井热害防治智能化水平;智能化采掘技术在基础理论、装备研制等方面取得长足进步的同时,应该向复杂地质条件下煤层及装备协同控制方面投入更多研究。     

Development of risk-informed,performance-based asset management in mining

This paper discusses possibilities of developing a holistic risk-informed, performance-based asset management in mining (RIPBAMM). This process would consist of modelling and probabilistic quantification regarding decision support performance indicators. It assists decision-makers in determining not only which mine improvement investment options should be implemented, but also how to prioritize resources for their implementation based on their predicted levels of profitability. The RIPBAMM approach will complement and integrate existing main mine activities such as exploration, ore body modelling, mine design, planning and scheduling, exploitation (all the phases of the mine life), mineral treatment, cost and market model, operational safety and health, environmental issues, mining equipment reliability and maintenance process, equipment selection model, security, etc. RIPBAMM will involve an integrated assessment of dominant influence factors and performance measures related to mining operations. This process is intended to maximize both net present value (NPV) of the mine, and long-term profitability through a continuous support to a decision-making process. It may be particularly useful while optimizing several mine sites belonging to the same mining company. Initial risk informed asset management (RIAM) applications have been initially developed for the nuclear power industry. Afterwards, this process has been adapted to provide decision-making support to other types of power stations, complex facilities (usually capital-intensive), or even groups of such facilities across a wide variety of industries. RIPBAMM is introducing numerous (stochastic) models and supporting performance metrics that can ultimately be employed in order to support decisions that affect the allocation and management of mine resources (i.e. financial support, employment, scheduling, etc.).     

金坛盐盆盐化工矿业经济区建设研究

矿业经济区建设是保护与合理开发利用矿产资源,实现资源优化配置和区域经济可持续发展的基础,是具有独特优势和功能的区域经济综合体.本文概括分析了金坛盐盆建设盐化工矿业经济区的资源、技术、区位和市场等有利条件,从科学规划开采布局、综合利用伴生资源、有效利用盐穴资源和延伸盐化工产业链等角度,提出矿业经济区建设规划思路.在此基础上,结合盐矿开发利用现状及当前的产业政策,提出加大勘查力度、建设绿色矿山、推进一体化和精细化管理等措施建议.     

缓倾斜中厚矿体高效开采新方案

为解决缓倾斜中厚矿体,尤其是倾角为20°~35°的缓倾斜中厚矿体的高效率开采技术难题,提出了基于组合棋盘式底部结构的缓倾斜矿脉连续采矿法。以悦洋银多金属矿为背景,运用层次分析法和多目标灰色局势决策方法对包括新方案在内的四种采矿方案进行优选。结果表明,基于组合棋盘式底部结构的缓倾斜矿脉连续采矿法为最佳采矿方案。最后,重点阐述了新方案的矿块结构参数与采场布置、采切工程布置和回采工艺方面的内容,分析了新方案的主要优势。这一新的采矿方法具有一定的指导意义和实用价值,可以在矿山使用并推广。     

深部富水破碎矿体试验开采技术研究

云锡松矿+1 360 m中段以下的30-14#矿体特点是含水率高、围岩松散破碎、回采率低。为达到深部矿体安全、科学、经济的回采要求,根据矿山现有的设备配置和富水破碎矿体特殊开采条件,提出下向进路式分层胶结充填采矿技术方案和坑道涌水治理措施,并进行现场试验验证。现场试验与应用结果表明,该采矿方法在实现采充平衡方面能够应用的很好,同时最大限度减少涌水对井下采矿作业的影响。     

A review on existing opencast coal mining methods within Australia

Currently almost 65 % of the coal in Australia is being produced by opencast mining methods. Mining equipments such as draglines, dredgers or bucket wheel excavators, trucks and shovels, and dozers are the main equipments employed for overburden removal and coal extraction. The choice of equipment for a particular mine depends on geological, geotechnical and economic factors and other site issues. This paper provides a general review of the main equipments used in Australia, including examples of some existing mines and the reasons for their choice of equipment. In addition, the paper discusses major geo-mechanical issues encountered and how these may influence the selection of appropriate equipments used in open cut mining operations.     

煤及共伴生资源精准开采科学问题与对策

面临新一轮以大数据、云计算、人工智能、物联网、区域链、互联网为代表的信息技术革命,及煤、铀、油气相继走向智能化无人开采的发展趋势,深度融合现代信息技术、资源开采理论技术助推煤及共伴生资源无人(少人)开采,保障国家能源及战略需求,成为新时代能源资源开发模式变革的导向,基于此率先提出煤及共伴生资源精准开采的科学构想。煤及共伴生资源精准开采是以创新地球空间物理科学、多相多场耦合理论及智能管控系统为核心保障,互联网+现场监测、物理/数值模拟、基础实验的“三位一体”科研手段为支撑,实现煤及共伴生资源禀赋、原生/扰动地质灾害、开采装备工况全息实时展现,资源开发规划、矿井运行管理及退役矿井生态修复方案的智能弹性决策,潜在致灾因素的智能深度感知、精准圈定及高效解危,突发灾害的损伤体自主修复、管控系统韧性恢复、装备自适应调整的能源资源科学开发模式。煤及共伴生资源精准开采可有效破解资源开发面临的勘探监测、协同开发、灾害防控及环境负外部性等重大难题,为未来煤及共伴生资源开发提供了新思路。本文凝练了煤及共伴生资源精准开发的5个关键科学问题和7个主要研究方向,为实现新时代资源安全高效绿色开发提出了阶段性规划。     

煤炭开采与保水开采技术

煤炭开发与地下水资源保护之间的矛盾日益突出,煤炭开发在促进社会经济发展的同时也给当地生态环境带来了较大破坏,尤其对地下水资源的影响更为显著。如何实现煤炭开发与水资源保护间的相互协调是当前煤矿开采面临的巨大难题。通过分析煤矿开采对水资源尤其是对顶底板含水层的影响,进一步阐述了煤炭开采与水资源保护技术的技术进展情况及当前可实现保水开采的2种基本技术途径:以“堵截法”和“疏导法”为理念的保水开采技术的适用性和面临的技术难题,提出矿井要在不断探索实践中科学合理地选择适用于矿井自身的保水开采技术,对解决当前煤矿开发与水资源保护之间面临的双重难题,对矿井可持续发展具有一定的指导作用和借鉴意义。     

煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践

煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态,绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源“采选充+X”绿色化开采技术构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选、矸石充填与“岩层移动主动控制、沿空留巷、瓦斯抽采、灾害防治、保水开采”一体化生产系统,形成了煤炭“采选充+X”(控、留、抽、防、保)协同生产模式;明确了“采选充+X”绿色化开采技术的内涵与技术框架,阐述了“采选充+X”的四代演化历程,分析了其践行绿色化的技术优势,给出了科学化的工程设计方法;阐述了5类典型“采选充+X”技术对应的技术原理、工程需求、设计流程与方法、关键技术及工艺装备等。工程实践分别证明了采选充+控、采选充+留、采选充+抽等“采选充+X”技术具有的显著技术优势与工程示范效应。未来“采选充+X”绿色化开采将延伸采选充+处、采选充+智、采选充+调、采选充+协等技术模式。整体形成的“采选充+X”技术体系,可为实现煤炭及伴生资源绿色化开采提供有力的技术支持。     

矿业城市生态环境正效应资源开发利用研究

矿业城市在长期开发过程中积累了大量的矿山环境问题。探讨矿山闭坑后矿山环境问题修复与生态环境正效应资源开发利用,对矿业城市经济建设和可持续发展具有重大意义。通过对抚顺矿山环境问题现状的掌握,厘定了井工矿与露天矿地下空间与土地开发利用目标,讨论了矿山生态环境正效应资源开发类型。以抚顺西露天矿为例,剖析了露天煤矿闭坑后正效应资源开发利用条件与优势,围绕矿区环境安全、城市规划、地下空间资源的开发3方面,阐述了西露天矿生态环境正效应资源开发利用的具体治理规划建议。     

井采方向对露井协采边坡稳定影响的分析及优化

为了得出露井协采矿山中井采工作面与露天矿边坡空间相对位置的最优布置方式,结合平朔矿区露井协采工程实践,设计了3套方案对不同井采工作面布置方向时井采对露天矿边坡稳定影响规律进行研究,研究表明:在露井协采中井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置时,井工开采对露井协采边坡稳定及端帮运输道路的不利影响最小。在井采工作面采取上述方式布置时,对井采工作面的推进方向进行优化分析,发现井采工作面沿背坡的方向回采时,露天矿边坡岩体受井采扰动较向坡开采时严重。故在露井协采工程实践中,建议井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置,采用向坡方向推进,以降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源采出率。     

基于复利法的露天矿山生产设备优化配置

考虑到资金使用的时间价值,依据复利法的折旧方式以及矿山生产规模与设备生产能力的关系,结合矿山的实际情况,运用整数规划及Matlab软件解决露天矿山在生产规划阶段主体机械的设备型号、数量选择的优化配置问题,进而使矿山取得较好的经营效益,为基建期的矿山企业优化机械设备提供了一种新思路。     

某露天矿扩能工程主要设备选型

以某露天矿扩能中的采运设备选型为研究对象,通过现场试验、实地调查、矿山经验及理论计算相结合,对露天煤矿扩能后的新增主要采运设备选型进行详尽分析,确定钻机、单斗挖掘机、自卸卡车等主要设备型号和数量的选择。     

Public acceptance of surface mining projects and the determination of the marginal environmental cost

Surface mining operations can adversely impact the environment. The size and nature of earth-moving works carried out for the exploitation of mineral deposits can cause severe environmental problems unless the mining company plans and implements an effective environmental protection and land reclamation programme. Such a programme starts from the early stages of deposit exploration and continues for many years after the closure of the mine. The type and magnitude of environmental damage associated with surface mining projects are closely related to various site-specific, physical, chemical, ecological, socioeconomic and cultural characteristics, which must be thoroughly identified, analysed and modelled. The goal of this study is to provide decision-makers with information that is necessary for assessing the contribution of a proposed project to national, regional and local development and welfare. Using this approach, project proponents and supervising authorities are able to communicate effectively with public interest groups. Speedy and effective communication between all stakeholders engenders mutual cooperation and collaboration while minimising political damage, all of which will minimise risks that may lead to financial losses or cancellation of the project in its entirely. This article is a review of the main regulatory aspects of public involvement in decision-making involving environmental management of surface mining projects with special emphasis on the Aarhus Convention, an initiative of UN Economic Commission for Europe. The study cites several cases of ‘contract-based’ agreements between mining companies, supervising authorities and the public that have successfully addressed various environmental and socioeconomic issues. Furthermore, this article proposes a methodology for predicting the budget that is required for financing environmental protection and land reclamation works throughout the entire life of the mine, taking into account numerous technical and economic parameters as well as the associated uncertainty. The methodology proposed in this study may be useful during negotiations of environmental management plans for new or for existing mining activities.     

东曲矿充填开采工艺技术研究

本文以东曲矿八采区8#煤层充填开采为实际工程背景,首先分析了该矿目前矸石排放及治理情况,并提出地面、井下矸石运输系统方案,进而对八采区首充28802工作面的充填工艺方案进行设计,通过应用充填开采技术可以达到较好的经济技术效果,并取得良好的社会效益。     

煤炭电子信息电磁干扰问题的研究

电子仪器是煤矿资源开采期间的主要设备,适用于不同矿井的勘察探测,为现场采掘生产提供了科学的指导。电磁现象对电子、电力设备具有显著的干扰作用,阻碍了煤矿开采生产的有序进行。鉴于此,本文分析了电子信息干扰的相关问题。     

大采高智能化工作面闭采工艺及其安全管理措施

为克服大采高工作面设备尺寸大、矿山压力显现明显、安全风险点多等难题,实现高效安全闭采,黄陵二号煤矿416工作面在闭采施工期间将智能化系统与移架工艺进行统一协调并实践应用。在明确工程背景和闭采工艺流程后,重点介绍了实际停采位置及采高的确定、柔性聚酯纤维网的设计、智能化与闭采工艺的融合、锚索施工顺序优化等工艺;详述了顶板控制、片帮及单体滑移预防等安全措施,并分析了闭采过程中存在的主要问题及改进措施。416大采高智能化工作面闭采作业取得了采高最大、质量最佳、周期较短的成绩,可为同类型智能化工作面闭采作业提供借鉴。     

分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺实践

以某黄金矿山为实例,介绍了分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺应用,包括采切工程布置、回采工艺流程及参数、采矿设备等,并叙述了采空区CMS探测及残矿回采设计过程。该矿山多年的开采实践表明,该采矿方法能大幅度提高生产能力,降低综合成本,提高作业安全,实现矿体开采的安全、高效、经济的技术目标。     

大采高综采工作面实现安全高效开采的技术研究

现代化的综采装备具有怎样的配置、怎样的特点?与国产同类设备相比具有哪些不可比拟的优越性,进行了怎样的技术创新?综采工艺如何革新才能发挥现代化综采设备的潜力?本文着重围绕以上的问题结合1111(3)综采工作面装备和生产的实际,谈谈现代化的综采装备与技术创新和建设安全、高产、高效工作面两者之间紧密的关系。     

城下采煤方案探析

某县城下压煤量大,严重制约了矿井的发展.为了充分开采煤炭资源和缓解矿区采掘接替紧张的矛盾以及延长矿井服务年限,同时又能最大限度地减少地下开采对地表建筑物的损害,设计条带开采和浅部巷采两种开采方案.根据岩层与地表移动机理,应用概率积分法对设计的开采方案进行预计计算.对该矿区两种城下开采方案进行了对比分析,最终获得理想的开...