隨著科技的發(fā)展、時代的進步，通過科學(xué)開采以實現(xiàn)科學(xué)產(chǎn)能成為煤炭開采的永恒追求，傳統(tǒng)掠奪式的資源開采模式已經(jīng)被擯棄。尤其國家下文[18]嚴控煤炭產(chǎn)能的背景下，能否實現(xiàn)科學(xué)產(chǎn)能[19]已成為儲量豐富的薄煤層可否進行開采的必關(guān)鍵，科學(xué)產(chǎn)能對煤炭開采的生產(chǎn)機械化度、生產(chǎn)綠色度和生產(chǎn)安全度均有明確的要求。在國家嚴控煤炭產(chǎn)能的背景下，儲量豐富的薄煤層資源，如何在可持續(xù)發(fā)展的前提下實現(xiàn)科學(xué)產(chǎn)能，取決于薄煤層的地質(zhì)條件可采性——在當(dāng)前技術(shù)條件下、薄煤層質(zhì)賦存條件對采煤機械的適應(yīng)性，以及薄煤層的經(jīng)濟可采性——在當(dāng)前經(jīng)濟條件下、綜合考慮所有成本的完全成本[20]前提下開采的投入和產(chǎn)出，判斷其產(chǎn)出效益是否大于投入成本。這是實現(xiàn)薄煤層科學(xué)產(chǎn)能的前提。因此，研究基于科學(xué)產(chǎn)能的薄煤層可采性評價及工藝決策系統(tǒng)是非常有必要的。

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2 基于科學(xué)產(chǎn)能的薄煤層地質(zhì)條件可采性評價研究

2.1 科學(xué)產(chǎn)能內(nèi)涵及其評價指標(biāo)體系 概述

如緒論所述，科學(xué)產(chǎn)能的內(nèi)涵包括生產(chǎn)機械度、生產(chǎn)安全度和生產(chǎn)綠色度：（1）所謂生產(chǎn)機械化程度，是指對特定地質(zhì)條件采用適宜的采煤方法所達到的生產(chǎn)機械化程度。其內(nèi)涵是保證安全、盡可能提高全員效率和資源采出率、又能有效的保護環(huán)境與生態(tài)，以實現(xiàn)高產(chǎn)高效綠色環(huán)保；要針對不同地質(zhì)條件采用不同的采煤方法，要采用機械化、綜合機械化或自動化進行采掘，全員效率要高、開采成本要低且經(jīng)濟效益要好，要實現(xiàn)信息化管理等。（2）所謂生產(chǎn)的安全度，是指在煤礦生產(chǎn)中工人的安全健康度和安全保障度。包括其健康權(quán)和生命權(quán)，提高途徑則是加大安全投入，通過安全培訓(xùn)提高人的安全意識和防范能力，通過安全技術(shù)改造提高工作環(huán)境的安全保障程度等。

2.2 基于科學(xué)產(chǎn)能的薄煤層地質(zhì)條件可采性評價研究

我國薄煤層資源儲量豐富，地質(zhì)賦存條件差異性大，如何科學(xué)合理選擇采煤工藝是實現(xiàn)安全、環(huán)保、高效、節(jié)能開采的關(guān)鍵，也是實現(xiàn)薄煤層科學(xué)產(chǎn)能的必由之路。恰當(dāng)?shù)卦u價薄煤層開采地質(zhì)條件的優(yōu)劣并采取相應(yīng)的開采工藝，對實現(xiàn)薄煤層安全、高效、環(huán)保、節(jié)能開采、提高開采效益具有重要意義。地質(zhì)可采性評價的理想結(jié)果是，，在合理確定地質(zhì)因素的影響因子及其權(quán)重的基礎(chǔ)上開發(fā)出一套科學(xué)評價體系軟件，實現(xiàn)輸入薄煤層地質(zhì)條件參數(shù)，即可判斷出該煤層對滾筒采煤機和刨煤機的適用性，判斷其在當(dāng)前技術(shù)條件下能否實現(xiàn)科學(xué)產(chǎn)能、以及采用何種工藝更加與其地質(zhì)條件相適應(yīng)。完整的薄煤層地質(zhì)條件評價的內(nèi)容和方法為：1）首先調(diào)查典型礦區(qū)薄煤層的地質(zhì)條件、采煤工藝、技術(shù)效果和安全狀況等資料和經(jīng)驗，分析薄煤層地質(zhì)因素對其開采工藝的選擇與開采效果的影響。2）其次應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)、層次分析法等，確定評價因素結(jié)構(gòu)及地質(zhì)因素指標(biāo)體系、地質(zhì)因素隸屬函數(shù)及評價因素權(quán)重，構(gòu)造綜合評價模型。

3 基于完全成本的薄煤層經(jīng)濟可采性評價研究 ...52

3.1 評價的意義和原理 .......52
3.2 煤炭完全成本的構(gòu)成及量化....54
3.3 系統(tǒng)動力學(xué)建模 .....64
3.4 薄煤層經(jīng)濟可采性評價系統(tǒng)的構(gòu)建與分析............71
3.5 本章小結(jié) ......74
4 薄煤層科學(xué)產(chǎn)能評價體系研究 ........75
4.1 薄煤層科學(xué)產(chǎn)能概述..........75
4.2 薄煤層科學(xué)產(chǎn)能評價體系軟件開發(fā)與驗證............78
4.3 本章小結(jié) ........82
5 提高薄煤層科學(xué)產(chǎn)能關(guān)鍵理論與技術(shù)研究 .............83
5.1 提高薄煤層科學(xué)產(chǎn)能技術(shù)路線圖 ................83
5.2 薄煤層工作面安全快速過斷層理論與技術(shù)研究...............84
5.3 薄煤層“跟底接頂”預(yù)設(shè)截割軌跡過煤厚起伏區(qū)理論與技術(shù)研究 .........91
5.4 薄煤層沿空留巷理論與技術(shù)研究.........96
5.5 本章小結(jié).............99

5 提高薄煤層科學(xué)產(chǎn)能關(guān)鍵理論與技術(shù)研究 

5.1 提高薄煤層科學(xué)產(chǎn)能技術(shù)路線圖

從采礦的角度而言，提高薄煤層科學(xué)產(chǎn)能，應(yīng)結(jié)合科學(xué)產(chǎn)能的 3 個內(nèi)涵解決薄煤層開采中影響其科學(xué)產(chǎn)能提高的關(guān)鍵技術(shù)問題，具體來講：（1）提高生產(chǎn)安全度，宜大力發(fā)展安全保障技術(shù)體系，加強教育培訓(xùn)、杜絕重特大事故、降低百萬噸死亡率和傷殘率，提高職業(yè)健康保障覆蓋度、降低職業(yè)病發(fā)病率等。如：①推行定期培訓(xùn)、輪崗學(xué)習(xí)制，使工人強化安全意識、掌握安全技術(shù)、牢記安全責(zé)任；②發(fā)展采掘運一體化自動化技術(shù)，向無人工作面努力；③提高一通三防等安全投入、改善勞動環(huán)境、減少事故率和職業(yè)病發(fā)生率；④存在瓦斯或礦井水隱患的相應(yīng)推廣安全防控技術(shù)，嚴防災(zāi)害的發(fā)生等等。（2）提高生產(chǎn)綠色度，可從提高薄煤層資源回采率和綜合利用率、提高生態(tài)保護度和生態(tài)恢復(fù)度等入手，如提高回采率、充填率及地表復(fù)墾、率綠化率、提高的礦井“三廢”（礦井水、抽采瓦斯、煤矸石等）的綜合利用率等等。

5.2 薄煤層工作面安全快速過斷層理論與技術(shù)研究

根據(jù)第二章研究，斷層是影響薄煤層工藝選擇的關(guān)鍵因素（影響權(quán)重分別為滾筒采煤機 0.2833，刨煤機 0.1569）；同時斷層造成開采困難、降低了開采效率和資源回采率，斷層破碎帶的存在增加了安全隱患、降低了煤質(zhì)，直接影響薄煤層科學(xué)產(chǎn)能的提高。因此，對薄煤層如何安全快速過斷層進行研究十分必要。

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6 結(jié)論與展望

科學(xué)產(chǎn)能的提出，對我國煤炭資源實現(xiàn)科學(xué)開采與可持續(xù)發(fā)展具有重大指導(dǎo)意義，研究基于科學(xué)產(chǎn)能的薄煤層可采性評價及工藝選擇系統(tǒng)，有利于薄煤層在當(dāng)前國家嚴控煤炭產(chǎn)能的背景下實現(xiàn)其科學(xué)產(chǎn)能。研究成果在一定條件下加以推廣，勢必對煤炭資源的安全、高效、環(huán)保、節(jié)能開采產(chǎn)生重大影響。但是鑒于個人知識面所限，還有很多需要進一步研究的空間：（1）基于科學(xué)產(chǎn)能的薄煤層地質(zhì)可采性評價部分，本文采用的是較為傳統(tǒng)的層次分析法，涉及到大量參數(shù)及對應(yīng)的隸屬函數(shù)推導(dǎo)，需要深厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)才能在指標(biāo)量化的基礎(chǔ)上深入淺出的闡述。可在研究方法上進一步創(chuàng)新，如通過對比分析，探討更完善的方法，同時與現(xiàn)場專家意見相結(jié)合，以求地質(zhì)可采性評價的結(jié)果更貼近生產(chǎn)實際

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參考文獻（略）

本文編號：370019