[發(fā)明專利]一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110349231.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113027458B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建偉;李心田;吳祥業(yè);呂鵬飛;閆志磊;郭鑫偉
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 袁克來

本發(fā)明涉及一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采方法及系統(tǒng)，屬于煤炭地下開采技術(shù)領(lǐng)域，包括：基于礦井年銷售收入、開采成本的動態(tài)盈虧臨界點的確定，礦井剩余服務(wù)年限及年產(chǎn)量的確定，礦井剩余煤炭資源合理配采多目標優(yōu)化模型的建立以及礦井剩余煤炭資源合理開采產(chǎn)量的確定等步驟。該方案以礦井動態(tài)盈虧臨界點為依據(jù)確定礦井剩余服務(wù)年限及年產(chǎn)量，使礦井年產(chǎn)量實現(xiàn)較平穩(wěn)的逐年或逐階段下降，并根據(jù)礦井各類地質(zhì)條件下剩余煤炭資源可采儲量占礦井可采儲量的比例劃分不同條件下煤炭資源的開采規(guī)劃，實現(xiàn)礦井的可持續(xù)開采和剩余煤炭資源的合理開發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤炭地下開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在未來相當長一段時期內(nèi)，我國以煤炭為主體的能源結(jié)構(gòu)不會改變，煤炭資源的合理高效開采無疑成為我國經(jīng)濟穩(wěn)定、持續(xù)、快速發(fā)展的前提條件。由于高強度的開采活動，我國東部礦區(qū)煤炭資源儲量大量減少，資源枯竭與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾日益突出。如何實現(xiàn)資源枯竭型礦井剩余煤炭資源的合理開發(fā)對于礦井的可持續(xù)發(fā)展及礦區(qū)社會穩(wěn)定具有重要的現(xiàn)實意義。

由于開采技術(shù)水平、開采布局以及煤層賦存條件等原因，東部資源枯竭型礦井剩余煤炭資源呈現(xiàn)多元化分布特點，即呈現(xiàn)剩余主采厚煤層、薄煤層、邊角煤和“三下”壓煤等多種分布形式。受不同分布條件下煤炭資源儲量和開采技術(shù)條件的限制，礦井產(chǎn)能逐步減少。因此，充分利用礦井剩余煤炭資源、合理延長礦井服務(wù)年限，對于礦井剩余煤炭資源的合理開發(fā)和礦井的可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。

資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采是基于礦井可持續(xù)生產(chǎn)、高效和相對穩(wěn)產(chǎn)目標下的有序開采，應(yīng)滿足以下要求：(1)礦井年產(chǎn)量，年銷售收入、生產(chǎn)成本總體上應(yīng)滿足礦井動態(tài)盈虧平衡點的要求；(2)礦井產(chǎn)量是可持續(xù)生產(chǎn)條件下的階段性相對穩(wěn)定的產(chǎn)量，滿足剩余煤炭資源儲量的可持續(xù)開采要求；(3)礦井的產(chǎn)量包含了主采煤層、薄煤層、邊角煤以及其他賦存條件下剩余煤炭資源的開采產(chǎn)量，且不同條件下剩余煤炭資源的開采產(chǎn)量應(yīng)滿足可持續(xù)和相對穩(wěn)定的要求；(4)在滿足安全、經(jīng)濟和技術(shù)合理的條件下，不同條件下剩余煤炭資源在既有儲量的條件下，產(chǎn)能結(jié)構(gòu)應(yīng)合理協(xié)調(diào)，以滿足采掘接替持續(xù)生產(chǎn)的要求。

因此，針對資源枯竭型礦井剩余煤炭資源的合理開發(fā)和礦井的可持續(xù)生產(chǎn)的問題，迫切需要構(gòu)建一種計算可靠性高、普適性強資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采方法，以便為礦井剩余煤炭資源的合理開采提供科學的規(guī)劃依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采方法及系統(tǒng)，對于資源枯竭型礦井剩余煤炭資源的合理開發(fā)和礦井的可持續(xù)生產(chǎn)具有顯著效果。

本發(fā)明的目的采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種資源枯竭型礦井剩余煤炭資源協(xié)調(diào)性開采方法，所述方法包括：

根據(jù)預先采集的礦井資料確定礦井動態(tài)盈虧點；

通過對比礦井動態(tài)盈虧點與礦井規(guī)劃開采產(chǎn)量的大小，分析礦井剩余服務(wù)年限及生產(chǎn)能力；

基于預先定義的不同地質(zhì)條件下煤炭資源開采難易程度系數(shù)，構(gòu)建與所述礦井剩余服務(wù)年限及生產(chǎn)能力相匹配的多目標優(yōu)化函數(shù)，計算獲得不同地質(zhì)條件下煤炭資源合理開采量。

優(yōu)選的，所述預先采集的礦井資料包括：礦井預設(shè)時間范疇內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)營費用、礦井當前開采情況，以及不同地質(zhì)條件下煤層開采技術(shù)條件和不同條件下煤層開采噸煤成本。

優(yōu)選的，所述確定礦井動態(tài)盈虧點包括：依據(jù)礦井預設(shè)時間范疇內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)營費用和原煤成本，統(tǒng)計出各項費用的算術(shù)平均值；根據(jù)各項成本與噸煤價格之間變化量，預測自基數(shù)年開始礦井的年生產(chǎn)成本和年銷售收入，以確定礦井動態(tài)盈虧點。

進一步地，所述礦井生產(chǎn)經(jīng)營費用包括：材料費、工資、電費、設(shè)備折舊費、設(shè)備維修費、其他費用以及噸煤價格、銷售收入；