矿区开发规划优化

姚洲

关键词：矿区系统；煤矿矿区；矿井；最优规划

煤矿矿区既是煤炭资源丰富、煤矿布点集聚、生产和开发技术密切相关的地区，又是煤矿生产相对集中，划为矿务局或相当于矿务局一级进行管理的企业单位。在生产技术和企业管理上，煤矿矿区是一个不断地发展着的复杂系统。我国进行了上百个煤矿矿区的设计、建设并多次地制订发展规划，积累了丰富的经验，取得了巨大的成就。随着日新月异的技术进步，经济体制的改革与国民经济的发展，如何适应变化着的环境和复杂因素的影响，制订矿区生产发展的最优决策和策略，促进矿区的稳定健康发展，是新建矿区和生产矿区经常面临的、需要认真对待和解决的最大问题。它对煤炭工业布局和国民经济与地区经济的发展有着重大影响。

一、矿区系统分析

⒈矿区系统的结构。煤矿矿区是一个发展着的复杂系统，担负煤炭生产、洗选加工和综合利用等职能，按其组成部分及功能划分，主要有以下13个分系统：

⑴煤炭生产系统;⑵煤炭工程建设系统;⑶煤炭洗选加工及综合利用系统；⑷地质勘探及测量系统；⑸机电维修及服务系统；⑹材料供应系统；⑺矿区运输系统；⑻矿区供电系统；⑼矿区信息系统；⑽矿区给排水系统；⑾矿区安全检查及救灾系统；⑿矿区管理及生活服务系统；⒀矿区多种经营及环境保护系统。

上述构成矿区的13个分系统又各有若干个组成部分，可再划分为若干个子系统，例如，矿区煤炭生产系统包括若干个矿井（露天矿），每一个矿井又有若干个采区，每一个采区又有若干个采煤工作面，矿井又由采煤、掘进、运输、提升、通风、排水等更下一级的子系统构成，采区也可按此相似的方法再划分；矿区供电系统可划分为矿区供电——矿井供电——采区供电——采煤工作面供电；矿区其他分系统也具有与此相同或相似的层次结构。

⒉矿区系统特征。矿区这一复杂的采矿系统具有与其他系统显然不同的特点，矿区最优规划必须遵循矿区系统发展的规律。

⑴系统性。矿区的系统性主要表现为以煤炭生产建设为主体的多个组成部分及多级层次结构，因而煤炭生产建设系统的优化是矿区系统优化的核心，矿井子系统优化是矿区规划优化的基础，采区和工作面安排的优化是矿井子系统优化的前提，矿区最优规划也应具有与此相适应的系统结构。

⑵综合性。首先表现在矿区系统要达到的技术、经济、安全、环保和社会效益等多个目标上，其次是要综合应用地质勘探、煤矿建设、煤矿开采、煤炭洗选加工、矿山机械、矿山电气与自动化、矿山通风与安全、矿区运输、矿区通讯等多种工程技术及科学知识，并要进行与煤炭开采相适应的配套建设，矿区最优化规划要体现决策的多目标，且在总体上能反映矿区配套建设的要求。

⑶动态性。煤矿开采地点不断转移，从生产地域上看，矿区开采是一个时刻移动着的系统；从开采过程看，每一矿区、矿井都在经历着不同的发展阶段；更重要的是，采矿技术正处在迅速发展的时期，随着开采技术的进步，矿井要变换和采用新的技术方式和参数，以获得更好的技术经济效果，矿区最优规划要能适应系统动态变化，并能预测其发展趋势。

⑷各异性。就煤层地质条件而言，各煤田、煤田的各部分，各矿井田、煤层、采区，甚至同一采煤工作面的不同部位都各不相同，使用的开采技术、操作和管理水平也有差异，因而从严格的意义上说，不仅矿区、矿井、采区、工作面各不相同，就是同一矿井、采区的不同时期，其系统也或多或少地存在着差异。

⑸随机性。由于地质勘探报告关于煤层赋存情况和地质特征的描述带有一定的推断性质，因而带有随机性，这对原定的计划安排、技术应用、生产管理都会产生影响。因此矿区最优规划要尽可能分析具体系统参数的随机变化规律和发展趋势，尽可能考虑到随机因素的影响。

⑹后效性。煤矿的建设工程量大，建设周期长，从投产到达产也需要较长的时间，总体的效果滞后于生产，生产滞后于基建，基建滞后于设计决策。预计后期取得的效果，要由前期进行的工作来保证。矿区、矿井某一时刻的生产指标蕴含着以前的建设成果，而该时刻的建设指标又孕育着以后的生产效应，矿区最优规划在分析引用历史数据、安排矿井建设等诸方面，要能辨明此种前后关联的因果关系，恰当地估量后效应的影响。

二、矿区规划的主要内容

矿区最优规划的主要内容有以下10个方面：

⑴分析矿区自然、地质、资源、技术、生产经营和经济特点。根据地区经济和建设的外部条件，划分矿区的类型，明确矿区建设的主要要求和指导思想。

⑵分析各矿井生产发展的技术可能性和经济合理性。合理开采可能达到的产量及相应的稳产期，并据此划分矿井的类型，分类指导，特别要对生产潜力大、具有改扩建条件的矿井进行比较详细的考虑。

⑶论证新井建设和生产矿井改扩建得必要性，和合理性。分析、比较新建与改扩建项目安排不同组合的方案，确定建设项目和建设时间得最佳安排。

⑷选择矿井（露天矿）的开采工艺方式和机械化水平，确定矿井主要参数及开拓部署。

⑸确定矿区的矿井布局及井田划分，选定长期支撑矿区生产的骨干井，调整生产矿井之间、新老矿井之间的井田边界关系，研究可能的矿井布局，确定各时期的矿井布局。

⑹规划煤的洗选与加工。确定矿井选煤厂、群矿选煤厂的布局，结合考虑煤的综合利用，对与煤共生、伴生的有用矿物做出积极回收的安排。

⑺论证并确定矿区建设规模与建设的顺序。对分期建设的大型矿区，要就分期开发的划分范围、时间和布置方案进行多方案的优化，确定分期的建设规模和建设顺序。

⑻规划矿区的多种经营和环境保护。因地制宜，发挥所在矿区的资源优势，选定多种经营项目，安排塌陷区土地复垦和综合治理，规划“三废”的处理。

⑼矿区建设的经济分析，估算矿区建设（新建矿井、矿井改扩建、选煤厂和筛选厂建设及改造、配套生产系统及设施的建设等）所需要的投资总额、预测矿区固定资产、总产值及销售利润的发展的动态。

⑽预测规划期内矿区主要技术经济指标（生产能力、年产量、生产成本、产值、工资、利润等）的逐年变动值。

由于各矿区的条件不同，或受规划期内客观条件的限制，具体矿区的最优规划不一定都包括上述内容。重要的是抓住该具体矿区建设中的关键问题，为正确决策提供多种选择方案和科学依据。

参考文献：

[1]王玉浚，张先尘，韩可琦.矿区最优规划理论与方法[M].徐州：中国矿业大学出版社，1993，（2）

[2]赵可培.目标规划及其应用[M].上海：同济大学出版社，1987