[發明專利]一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協調性開采方法及系統

有效

• 申請號: 202110349231.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113027458B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 李建偉;李心田;吳祥業;呂鵬飛;閆志磊;郭鑫偉
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 袁克來

1.一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協調性開采方法，其特征在于，所述方法包括：

根據預先采集的礦井資料確定礦井動態盈虧點；

通過對比礦井動態盈虧點與礦井規劃開采產量的大小，分析礦井剩余服務年限及生產能力；

基于預先定義的不同地質條件下煤炭資源開采難易程度系數，構建與所述礦井剩余服務年限及生產能力相匹配的多目標優化函數，計算獲得不同地質條件下煤炭資源合理開采量；

所述預先采集的礦井資料包括：礦井預設時間范疇內的生產經營費用、礦井當前開采情況，以及不同地質條件下煤層開采技術條件和不同條件下煤層開采噸煤成本；

所述生產經營費用包括：材料費、工資、電費、設備折舊費、設備維修費、其他費用以及噸煤價格、銷售收入；

所述礦井當前開采狀況包括：礦井剩余可采儲量、不同地質條件下煤炭資源剩余可采儲量礦井規劃開采產量；

不同地質條件下煤層開采技術條件包括：煤層傾角、煤層厚度、斷層褶皺發育程度、瓦斯含量、富水系數、煤自燃傾向性、煤塵爆炸性、沖擊礦壓危險、頂板完整狀況；

不同條件下煤層開采噸煤成本包括：剩余主采厚煤層、薄煤層、邊角煤和“三下”壓煤條件下煤層開采噸煤成本。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定礦井動態盈虧點包括：依據礦井預設時間范疇內的生產經營費用和原煤成本，統計出各項費用的算術平均值；根據各項成本與噸煤價格之間變化量，預測自基數年開始礦井的年生產成本和年銷售收入，以確定礦井動態盈虧點。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述原煤成本包括變動成本、固定成本和期間費用成本；其中，所述變動成本包括材料、工資、電力以及其他成本；所述固定成本包括折舊、綜機維修成本。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析礦井剩余服務年限及生產能力包括：

將礦井動態盈虧點于預先獲取的礦井規劃開采產量進行對比，確定衰老期前的礦井服務年限，判斷出礦井進入衰老期的時間；根據衰老期礦井服務年限，確定衰老期礦井的生產能力。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同地質條件下煤炭資源開采難易程度系數的預先定義包括：分析不同條件下煤層開采影響因素，為各影響因素可采性指標權重賦值并劃分等級，與各因素影響可采性指標權重相乘，得到煤炭資源開采難易程度系數。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：為影響因素可采性指標權重賦值并劃分等級包括：適宜開采等級、基本適宜開采等級、難開采等級；

其中，所述難開采等級的煤炭資源開采難易程度大于基本適宜開采等級，所述基本適宜開采等級的煤炭資源開采難易程度大于適宜開采等級。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述構建與礦井剩余服務年限及生產能力相匹配的多目標優化函數，計算獲得不同地質條件下煤炭資源合理開采量包括：

根據礦井剩余服務年限及生產能力，確定礦井剩余煤炭資源產量；考慮開采技術成本、經濟成本、年產量因素，構建與所述礦井剩余煤炭資源產量相匹配的多目標優化函數；

利用Matlab數學分析軟件在預先建立的優化模型中代入礦井某一年的規劃年產量、不同地質條件下煤炭資源儲量以及本年度礦井年產量約束下所需的經濟和技術成本條件，得出多目標優化后的礦井在不同地質條件下煤炭資源的開采量。

8.一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協調性開采系統，其特征在于，所述系統包括：

確定模塊，用于根據預先采集的礦井資料確定礦井動態盈虧點；

分析模塊，用于通過對比礦井動態盈虧點與礦井規劃開采產量的大小，分析礦井剩余服務年限及生產能力；

計算模塊，用于基于預先定義的不同地質條件下煤炭資源開采難易程度系數，構建與所述礦井剩余服務年限及生產能力相匹配的多目標優化函數，計算獲得不同地質條件下煤炭資源合理開采量；

所述預先采集的礦井資料包括：礦井預設時間范疇內的生產經營費用、礦井當前開采情況，以及不同地質條件下煤層開采技術條件和不同條件下煤層開采噸煤成本；

所述生產經營費用包括：材料費、工資、電費、設備折舊費、設備維修費、其他費用以及噸煤價格、銷售收入；

所述礦井當前開采狀況包括：礦井剩余可采儲量、不同地質條件下煤炭資源剩余可采儲量礦井規劃開采產量；

不同地質條件下煤層開采技術條件包括：煤層傾角、煤層厚度、斷層褶皺發育程度、瓦斯含量、富水系數、煤自燃傾向性、煤塵爆炸性、沖擊礦壓危險、頂板完整狀況；

不同條件下煤層開采噸煤成本包括：剩余主采厚煤層、薄煤層、邊角煤和“三下”壓煤條件下煤層開采噸煤成本。