科学采矿评价指标体系与量化评价

1科学采矿研究概述

人类在社会实践中不断认识社会发展与自然生存的规律法则，从而通过改造人类社会和自然来促进人类进步与经济发展，构建物质文明与精神文明[4]。从最初的粗放型采矿发展到现在科学采矿的进程，就是人类认识发展的最好印证。科学采矿对煤炭开采的要求较高，涉及到技术、环境、安全、效益、科学方法等方面，在此对科学采矿核心内涵做出界定：在现代既定的生产技术水平和科学采矿理念的条件下，实现人、机器、自然和社会的协调，使采矿效益极大化的开采方法[5]。本文结合钱鸣高科学采矿的五个方面，提出了新的科学采矿内涵构成：

1）安全开采：要以人为本，将人身安全放在第一位，加大对开采工人的保护力度。提升工人素质，加大对工地有效安全管理，确立法律法规保障工人权益。

2）绿色开采：实现与环境协调可持续发展，减小对环境的破坏，特别是确保地下水质不被破坏，同时实现煤层气与煤炭共同开采，又保障了安全开采。

3）科学开采：主要是采用合理的开采技术提高采收率，改善我国现阶段煤炭资源采收率较低的状况。

4）高效开采：提高集约化、机械化开采水平，减少煤矿事故，进一步保障安全开采。

5）智能化开采：通过加大信息导向识别技术的应用，实现智能化开采，提高生产效率，这是我们科学采矿未来的发展目标。

6）合理成本开采：考虑完全成本，即包括资源成本、生产成本、安全成本、环境成本和发展成本。

2科学采矿评价指标体系

为了更好地评价科学采矿，我们引入了科学采矿评价指标体系：通过建立数学模型来划分科学采矿中的评价指标。按照评价指标的重要性将所划分的指标分成三个等级：1级指标、2级指标和3级指标，分别有6个、20个、17个。

3科学采矿量化评价方法

为了进一步对科学采矿评价进行详尽描述，我们将科学采矿评价指标体系模型进行量化处理，常用的指标量化处理方法有标准计量法、开关函数法、分段函数法及定性描述的方法[7]。开关函数法，例如以瓦斯突出为例，一般将瓦斯突出次数设为a，则瓦斯突出次数的指标量化f(a)为：f(a)=1(a=0)；f(a)=0(a>0)。分段函数法，常常在分段点处评价指标的贡献率有出现突变的情况。定性描述法常适用于难以用定量的值来表达指标，因而采用了定量与定性结合的方法来共同描述其指标[8-9]。对科学采矿的核心内涵的6个指标进行标定，即安全开采（M1）、绿色开采（M2）、科学开采（M3）、高效开采（M4）、智能化开采（M5）、合理成本开采（M6）。百万吨重伤率指标（M1-1-1）标准量化，经过调研分析可以知道其量化函数为：f（a）=-0.017a3+0.053a2-0.430a+1.023.死亡率指标（M1-1-2）标准量化，为了体现以人为本，体现对生命的高度尊重，矿产开采过程中出现死亡的，即记为1，否则记为0，则函数表示为：f（a）=1，（a＞0）0，（a＞0!）.职业病发病率指标（M1-1-3），可以通过员工发病人数与总员工人数的比值来体现，职业病发病率=员工发病人数m/总员工人数n×100%。

瓦斯突出次数指标（M1-2-1）函数表达为：f（a）=1，（a＞0）0，（a＞0!）.瓦斯造成经济损失率指标（M1-2-2），包括了由瓦斯造成的间接损失和直接损失，常用函数为：f（a）=3e-10a3+2e-6a2-0.0018a+0.9000.式中：a为瓦斯造成吨煤经济损失，万元。每吨煤火灾发生造成损失（M1-3-1）指标定量表述为：每吨煤火灾发生造成损失=全年火灾发生造成的经济损失/矿井年产量×100%，其中经济损失单位为元，年产量单位为吨。每吨煤水灾发生造成损失（M1-4-1）指标定量表述为：每吨煤水灾发生造成损失=全年水灾发生造成的经济损失/矿井年产量×100%，其中经济损失单位为元，年产量单位为吨。煤层气采收率（M2-1-1）指标量化取值：表示煤层气采收量与煤层气流动量的比值，可以根据实际数据进行标定。煤层气利用率（M2-1-2）指标量化取值：表示煤层气利用量与煤层气开采量的比值，可以根据实际数据进行标定。资源采收程度（M3-1-1）=实际采收量/规定采收量×100%每万吨煤平均用人数指标（M4-3-1）表达的是人员数量的相对多少，其至少有b人时，才能体现出工作效率，因而采用分段函数将定性的指标量化来确定：煤炭掘进智能化水平指标（M5-1-1）=智能化采煤量/全矿区采煤量×100%。每吨煤资源利用成本(M6-1-1)=每年资源利用费用/煤矿年产量×100%。每吨煤环境保护成本(M6-4-1)=每年环境保护费用/煤矿年产量×100%。每吨煤维护成本(M6-5-1)=每年维护费用/煤矿年产量×100%。其中费用单位均为元，煤矿年产量单位为吨。最后根据以上指标在不同煤矿中影响的大小，赋予各指标权重进行计算即可实现科学采矿定量评价。

4结束语

针对我国煤炭开采利用中所存在各种问题，最终提出了行之有效的科学评价定性和定量体系。先对科学采矿研究体系进行概述，并对其内涵详细描述；之后描述科学采矿三级评价指标体系模型，并根据该模型，对科学采矿评价指标进行量化处理，即可根据其在不同煤矿中的影响的重要程度赋予权重[10]，从而可以实现采矿科学体系的最终评价。

作者：张永杰 单位：山西煤炭运销集团晋中有限公司