摘要：采矿系统是一个复杂的动态系统，采矿系统是一个多目标、多因素、多变量的、随机性因素影响很强的、生产对象和作业环境变化很大的、多种技术互相作用下的复杂的动态系统。对于如此复杂的动态系统，运用采矿系统工程中的优化理论和技术方法，来进行采区设计优化，能收到十分明显的效果，为采区设计优化开拓了广阔的前景，摒弃了人工经验判断进行方案选择的局限性，进而使用电子计算机在多达几十个待选可行方案中进行优化，更加科学化、规范化、系统化、现代化。
关键词：采矿工程；编制采区设计；问题探讨
引言：
近年来，有的乡镇煤矿、个体煤矿为了追逐经济效益最大化，在采区施工前不按规定进行设计或者设计没有按照合理布局的要求来编制，乱采滥掘造成事故者时有发生。因此，如何规范编制采区设计的问题显得尤为重要。
1.编制采区设计的重要性
1. 1编制采区设计是提高矿井经济效益的需要
采区设计涉及的内容非常多，它们与经济效益关系相当密切，例如：走向长壁开采采区的区段平巷是留煤柱，还是沿空掘巷？区段集中巷与煤层区段平巷联系是平巷、斜巷、还是立眼？采区上下山的位置、数目以及与集中巷之间的联系方式如何确定？等等这些问题，如果设计合理，就可以节省大量人力、物力、财力；相反，就可能造成巨大的浪费。特别是矿井首采区，若能设计合理，则能加快矿井投产进度和使矿井提前达产，提高矿井经济效益。
1.2.编制采区设计是搞好矿井安全生产的需要
采区是矿井的组成部分，矿井安全生产的重点在采区，采区设计是保障矿井安全生产的重要基础工作，采掘工作面在采区内进行作业，采区巷道布置必须保证采掘工作面正常生产，同时还必须考虑到采区与采区的关系，以免一个采区发生事故后波及其他采区而造成事故范围扩大和损失加剧。
1.3.编制采区设计是是坚持矿井长期、稳定、均衡生产的需要
采掘工作面接替和采掘平衡必须以采区设计为基础。根据采区和工作面设计，在设计图上测算各工作面的参数，估算月进度、产量和可采期，以保证矿井长期生产过程中的采掘平衡和协调
1.4 编制采区设计是预防矿井灾害事故的需要
2.编制采区设计规范要求
2.1矿井开采水平的划分
矿井开采水平划分应根据煤层赋存条件、地质条件、开采技术与装备水平、资源/储量和生产能力等因素，综合分析确定，并应符合下列要求：
当矿井划分为阶段开采时，其阶段垂高宜为：缓倾斜、倾斜煤层 200 - 350 m；急倾斜煤层100―250 m。
在条件适宜的缓倾斜煤层，当瓦斯含量低、涌水量不大时，宜采用上、下山开采相结合的方式。
近水平多煤层开采，当层间距不大时，宜采用单一水平开拓；当层间距较大时，可分煤组（层）多水平开采。
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2.2 开拓巷道的布置
开拓巷道布置应根据煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件和矿井开拓、通风、运输方式等因素确定，并应符合下列要求： 开采近距离多煤层时，宜采用集中或分组运输大巷布置方式；煤层（组）间距大时，宜采用分层运输大巷布置方式； 当煤层无煤与瓦斯突出危险、无冲击地压，煤层顶底板围岩较稳定、煤层较硬、含水量较小，或自然发火、高瓦斯煤层采取安全措施在技术可行、经济合理时，主要运输大巷及总回风巷宜布置在煤层中；近水平多煤层开采，采用分层或分组布置运输大巷时，宜将开采水平分层（组）运输大巷重叠布置。开拓巷道布置应避开应力集中区和活动断层，且不宜沿断层布置。当开采煤层上部留设防水（砂）煤岩柱时，总回风巷道应设在防水（砂）煤（岩）柱以下。主要运输大巷、总回风巷支护方式，应根据围岩性质、地压状况、巷道用途及服务年限、通风安全等因素确定，并应符合下列规定：岩巷应优先选用锚喷、挂网锚喷或锚注等支护；半煤岩及煤巷宜选用锚喷、挂网锚喷、锚索或型钢支架等支护方式。开拓巷道净断面，必须以支护最大允许变形后的断面能满足行人、运输、通风、管线及设备安装、检修等需要为原则确定。
2.3采区的划分
矿井可行性研究阶段，应根据井田地面村庄和其他建（构）筑物分布情况，经过技术经济论证，作出村庄和建（构）筑物搬迁及压煤开采规划；矿井初步设计应对搬迁及压煤开采规划进行优化；采区划分、资源/储量计算、采区开采顺序应与搬迁及压煤开采规划一致。新建矿井采区必须遵循先近后远、逐步向井田边界扩展的前进式方法开采。采区划分应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件及装备水平等经济综合分析比较后确定，并应符合下列规定：
当井田内有对采区巷道布置和工作面回采影响较大的断层或褶曲构造时，应以其断层和褶曲轴部作为采区划分的自然边界；
当井田地面有重要建（构）筑物，按其保护等级划分必须留设保护煤柱时，采区划分应以其保护煤柱为边界；
当井田内无影响工作面正常回采的断层或断层构造较少时，应按开采工艺、通风、运输和巷道维护要求，合理划分采区；
开采有煤与瓦斯突出危险和突水威胁的煤层时，应按开采保护层、抽放瓦斯及单独开采等技术措施要求，合理划分采区；
当井田内小断层较多且对工作面回采有一定影响，采区划分避不开时，宜避免工作面回采方向和断层走向呈小角度斜交；开采煤层群时，应按集中和分组布置开采方式的不同，划分集中煤组采区和分煤组采区 ，近水平煤层开采，宜在开采水平运输大巷两侧划分盘区，有条件时，应在井筒附近划分中央采区。
3.采区内采掘工作面个数的规定
一个采区内同一煤层的一翼最多只能布置1个回采工作面和 2个掘进工作面同时作业。这样规定可以杜绝因 2个回采工作面的串联通风现象； 同时，还可以避免掘进工作面超过1次的串联通风现象发生。确保提高采掘工作面通风的质量和可靠性。一旦一个采掘工作面发生瓦斯、煤尘爆炸和火灾事故，不至于危及其他采掘工作面的安全。
一个采区内同一煤层双翼开采或多煤层开采的，该采区最多只能布置 2个回采工作面和4个掘进工作面同时作业。由于在一个采区内施行双翼开采或多煤层开采，有条件布置独立通风，可以做到避免串联通风或者串联通风的次数不超过1 次，保证采区的通风安全。
以上所列回采工作面与掘进工作面比例均为 1 ： 2。这是因为在我国煤矿采区内1个回采工作面，大多数安排2个掘进工作面，以2个掘进工作面来保证1个回采工作面，从而确保采掘比例均衡、采掘工作面接续正常、矿井生产能力稳定。
结束语：
上文对采矿工程中编制采区设计的重要性进行了分析，对采区设计的规范要求进行了讲解，这些分析和讲解对煤矿如何编制采区设计具有很好的针对性和可操作性，对煤矿的安全生产和提效具有实际指导意义。
参考文献：
[1]金良祥. 采矿工程中如何编制采区设计问题的探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(15).
[2]严俊. 采矿系统工程在采区设计方案优化中应用探讨[J]. 中国科技博览, 2013(37):324-324.
[3]刘作为, 刘庆臣, 孙爱祥. 采矿系统工程中采区优化设计应用分析[J]. 华章, 2012(10).
论文作者:曹庆磊,李亮,姚龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/20
标签：采区论文; 工作面论文; 煤层论文; 矿井论文; 巷道论文; 断层论文; 井田论文; 《基层建设》2017年第32期论文;