隨著科技的發(fā)展、時代的進步，通過科學開采以實現(xiàn)科學產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被擯棄。尤其國家下文[18]嚴控煤炭產能的背景下，能否實現(xiàn)科學產能[19]已成為儲量豐富的薄煤層可否進行開采的必關鍵，科學產能對煤炭開采的生產機械化度、生產綠色度和生產安全度均有明確的要求。在國家嚴控煤炭產能的背景下，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)科學產能，取決于薄煤層的地質條件可采性——在當前技術條件下、薄煤層質賦存條件對采煤機械的適應性，以及薄煤層的經濟可采性——在當前經濟條件下、綜合考慮所有成本的完全成本[20]前提下開采的投入和產出，判斷其產出效益是否大于投入成本。這是實現(xiàn)薄煤層科學產能的前提。因此，研究基于科學產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 基于科學產能的薄煤層地質條件可采性評價研究

2.1 科學產能內涵及其評價指標體系 概述

如緒論所述，科學產能的內涵包括生產機械度、生產安全度和生產綠色度：（1）所謂生產機械化程度，是指對特定地質條件采用適宜的采煤方法所達到的生產機械化程度。其內涵是保證安全、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)高產高效綠色環(huán)保；要針對不同地質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、開采成本要低且經濟效益要好，要實現(xiàn)信息化管理等。（2）所謂生產的安全度，是指在煤礦生產中工人的安全健康度和安全保障度。包括其健康權和生命權，提高途徑則是加大安全投入，通過安全培訓提高人的安全意識和防范能力，通過安全技術改造提高工作環(huán)境的安全保障程度等。

2.2 基于科學產能的薄煤層地質條件可采性評價研究

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

3 基于完全成本的薄煤層經濟可采性評價研究 ...52

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

5 提高薄煤層科學產能關鍵理論與技術研究 

5.1 提高薄煤層科學產能技術路線圖

從采礦的角度而言，提高薄煤層科學產能，應結合科學產能的 3 個內涵解決薄煤層開采中影響其科學產能提高的關鍵技術問題，具體來講：（1）提高生產安全度，宜大力發(fā)展安全保障技術體系，加強教育培訓、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、輪崗學習制，使工人強化安全意識、掌握安全技術、牢記安全責任；②發(fā)展采掘運一體化自動化技術，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推廣安全防控技術，嚴防災害的發(fā)生等等。（2）提高生產綠色度，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)恢復度等入手，如提高回采率、充填率及地表復墾、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研究

根據(jù)第二章研究，斷層是影響薄煤層工藝選擇的關鍵因素（影響權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，直接影響薄煤層科學產能的提高。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 結論與展望

科學產能的提出，對我國煤炭資源實現(xiàn)科學開采與可持續(xù)發(fā)展具有重大指導意義，研究基于科學產能的薄煤層可采性評價及工藝選擇系統(tǒng)，有利于薄煤層在當前國家嚴控煤炭產能的背景下實現(xiàn)其科學產能。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）基于科學產能的薄煤層地質可采性評價部分，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)及對應的隸屬函數(shù)推導，需要深厚的數(shù)學基礎才能在指標量化的基礎上深入淺出的闡述�？稍谘芯糠椒ㄉ线M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)場專家意見相結合，以求地質可采性評價的結果更貼近生產實際

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參考文獻（略）

本文編號：370019