一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法及系统，属于煤炭地下开采技术领域，包括：基于矿井年销售收入、开采成本的动态盈亏临界点的确定，矿井剩余服务年限及年产量的确定，矿井剩余煤炭资源合理配采多目标优化模型的建立以及矿井剩余煤炭资源合理开采产量的确定等步骤。该方案以矿井动态盈亏临界点为依据确定矿井剩余服务年限及年产量，使矿井年产量实现较平稳的逐年或逐阶段下降，并根据矿井各类地质条件下剩余煤炭资源可采储量占矿井可采储量的比例划分不同条件下煤炭资源的开采规划，实现矿井的可持续开采和剩余煤炭资源的合理开发。余煤炭资源的合理开发。余煤炭资源的合理开发。

【技术实现步骤摘要】
一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法及系统


[0001]本专利技术属于煤炭地下开采
，具体涉及一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法及系统。

技术介绍

[0002]在未来相当长一段时期内，我国以煤炭为主体的能源结构不会改变，煤炭资源的合理高效开采无疑成为我国经济稳定、持续、快速发展的前提条件。由于高强度的开采活动，我国东部矿区煤炭资源储量大量减少，资源枯竭与经济发展之间的矛盾日益突出。如何实现资源枯竭型矿井剩余煤炭资源的合理开发对于矿井的可持续发展及矿区社会稳定具有重要的现实意义。
[0003]由于开采技术水平、开采布局以及煤层赋存条件等原因，东部资源枯竭型矿井剩余煤炭资源呈现多元化分布特点，即呈现剩余主采厚煤层、薄煤层、边角煤和“三下”压煤等多种分布形式。受不同分布条件下煤炭资源储量和开采技术条件的限制，矿井产能逐步减少。因此，充分利用矿井剩余煤炭资源、合理延长矿井服务年限，对于矿井剩余煤炭资源的合理开发和矿井的可持续生产具有重要意义。
[0004]资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采是基于矿井可持续生产、高效和相对稳产目标下的有序开采，应满足以下要求：(1)矿井年产量，年销售收入、生产成本总体上应满足矿井动态盈亏平衡点的要求；(2)矿井产量是可持续生产条件下的阶段性相对稳定的产量，满足剩余煤炭资源储量的可持续开采要求；(3)矿井的产量包含了主采煤层、薄煤层、边角煤以及其他赋存条件下剩余煤炭资源的开采产量，且不同条件下剩余煤炭资源的开采产量应满足可持续和相对稳定的要求；(4)在满足安全、经济和技术合理的条件下，不同条件下剩余煤炭资源在既有储量的条件下，产能结构应合理协调，以满足采掘接替持续生产的要求。
[0005]因此，针对资源枯竭型矿井剩余煤炭资源的合理开发和矿井的可持续生产的问题，迫切需要构建一种计算可靠性高、普适性强资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法，以便为矿井剩余煤炭资源的合理开采提供科学的规划依据。

技术实现思路

[0006]为了弥补上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法及系统，对于资源枯竭型矿井剩余煤炭资源的合理开发和矿井的可持续生产具有显著效果。
[0007]本专利技术的目的采用下述技术方案实现：
[0008]一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法，所述方法包括：
[0009]根据预先采集的矿井资料确定矿井动态盈亏点；
[0010]通过对比矿井动态盈亏点与矿井规划开采产量的大小，分析矿井剩余服务年限及生产能力；
[0011]基于预先定义的不同地质条件下煤炭资源开采难易程度系数，构建与所述矿井剩余服务年限及生产能力相匹配的多目标优化函数，计算获得不同地质条件下煤炭资源合理开采量。
[0012]优选的，所述预先采集的矿井资料包括：矿井预设时间范畴内的生产经营费用、矿井当前开采情况，以及不同地质条件下煤层开采技术条件和不同条件下煤层开采吨煤成本。
[0013]优选的，所述确定矿井动态盈亏点包括：依据矿井预设时间范畴内的生产经营费用和原煤成本，统计出各项费用的算术平均值；根据各项成本与吨煤价格之间变化量，预测自基数年开始矿井的年生产成本和年销售收入，以确定矿井动态盈亏点。
[0014]进一步地，所述矿井生产经营费用包括：材料费、工资、电费、设备折旧费、设备维修费、其他费用以及吨煤价格、销售收入；
[0015]所述矿井现阶段开采状况包括：矿井剩余可采储量、不同地质条件下煤炭资源剩余可采储量矿井规划开采产量；
[0016]所述不同地质条件下煤层开采技术包括：煤层倾角、煤层厚度、断层褶皱发育程度、瓦斯含量、富水系数、煤自燃倾向性、煤尘爆炸性、冲击矿压危险、顶板完整状况；
[0017]所述不同条件下煤层开采吨煤包括：剩余主采厚煤层、薄煤层、边角煤和“三下”压煤条件下煤层开采吨煤成本。
[0018]进一步地，所述原煤成本包括变动成本、固定成本和期间费用成本；其中，所述变动成本包括材料、工资、电力以及其他成本；所述固定成本包括折旧、综机维修成本。
[0019]优选的，所述分析矿井剩余服务年限及生产能力包括：
[0020]将矿井动态盈亏点于预先获取的矿井规划开采产量进行对比，确定衰老期前的矿井服务年限，判断出矿井进入衰老期的时间；根据衰老期矿井服务年限，确定衰老期矿井的生产能力。
[0021]优选的，所述不同地质条件下煤炭资源开采难易程度系数的预先定义包括：分析不同条件下煤层开采影响因素，为各影响因素可采性指标权重赋值并划分等级，与各因素影响可采性指标权重相乘，得到煤炭资源开采难易程度系数。
[0022]进一步地，所述为影响因素可采性指标权重赋值划分等级包括：适宜开采等级、基本适宜开采等级、难开采等级；
[0023]其中，所述难开采等级的煤炭资源开采难易程度大于基本适宜开采等级，所述基本适宜开采等级的煤炭资源开采难易程度大于宜开采等级.
[0024]优选的，所述构建与矿井剩余服务年限及生产能力相匹配的多目标优化函数，计算获得不同地质条件下煤炭资源合理开采量包括：
[0025]根据矿井剩余服务年限及生产能力，确定矿井剩余煤炭资源产量；考虑开采技术成本、经济成本、年产量因素，构建与所述矿井剩余煤炭资源产量相匹配的多目标优化函数；
[0026]利用Matlab数学分析软件在预先建立的优化模型中代入矿井某一年的规划年产量、不同地质条件下煤炭资源储量以及本年度矿井年产量约束下所需的经济和技术成本条件，得出多目标优化后的矿井在不同地质条件下煤炭资源的开采量。
[0027]本专利技术的有益效果体现在：
[0028]本专利技术提供的一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法及系统，以矿井动态盈亏临界点为依据确定矿井剩余服务年限及年产量，使矿井年产量实现较平稳的逐年或逐阶段下降，并根据矿井各类地质条件下剩余煤炭资源可采储量占矿井可采储量的比例划分不同条件下煤炭资源的开采规划，实现矿井的可持续开采和剩余煤炭资源的合理开发。
[0029]对于资源枯竭型矿井剩余煤炭资源的合理开发和矿井的可持续生产具有显著效果。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0031]图1为本专利技术的方法总流程图；
[0032]图2为具体实施方式的实施例1提供的资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法流程示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0034]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种资源枯竭型矿井剩余煤炭资源协调性开采方法，其特征在于，所述方法包括：根据预先采集的矿井资料确定矿井动态盈亏点；通过对比矿井动态盈亏点与矿井规划开采产量的大小，分析矿井剩余服务年限及生产能力；基于预先定义的不同地质条件下煤炭资源开采难易程度系数，构建与所述矿井剩余服务年限及生产能力相匹配的多目标优化函数，计算获得不同地质条件下煤炭资源合理开采量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先采集的矿井资料包括：矿井预设时间范畴内的生产经营费用、矿井当前开采情况，以及不同地质条件下煤层开采技术条件和不同条件下煤层开采吨煤成本。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定矿井动态盈亏点包括：依据矿井预设时间范畴内的生产经营费用和原煤成本，统计出各项费用的算术平均值；根据各项成本与吨煤价格之间变化量，预测自基数年开始矿井的年生产成本和年销售收入，以确定矿井动态盈亏点。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述矿井生产经营费用包括：材料费、工资、电费、设备折旧费、设备维修费、其他费用以及吨煤价格、销售收入；所述矿井现阶段开采状况包括：矿井剩余可采储量、不同地质条件下煤炭资源剩余可采储量矿井规划开采产量；所述不同地质条件下煤层开采技术包括：煤层倾角、煤层厚度、断层褶皱发育程度、瓦斯含量、富水系数、煤自燃倾向性、煤尘爆炸性、冲击矿压危险、顶板完整状况；所述不同条件下煤层开采吨煤包括：剩余主采厚煤层、薄煤层、边角煤和“三下”压煤条件下煤层开采吨煤成本。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述原煤成本包括变动成本、固定成本和期间费用成本；其中，所述变动成本包括材料、工资、电力以及其他成本；所述固定成本包括折旧、综机维修成本。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析矿井剩余服务年限及生产能力包括：将矿井动态盈亏点于预先获...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建伟，李心田，吴祥业，吕鹏飞，闫志磊，郭鑫伟，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：