矿山开采设计综合优化
第二节矿井设计方案优化
二、优化模型的总体结构
(二)近水平煤层矿井设计方案优化模型结构
开采近水平煤层的矿井开拓系统方案，与开采煤层倾角较大的矿井相 比，有如下特点：
(1)井田边界和形状不规则。有的可能成大致长方形，有的甚至多数的 井田呈不规则的多边形。
(2)水平划分和大巷位置的不确定性。多数矿井不按煤层等高线来划分 开采水平，而是根据条件布置，有的因煤层数目多，按煤层分组布置大巷; 有的因倾斜长度大而划分不同水平开采，多数不超过两个水平;大巷的方位 不一定按煤层走向方向，而且几条大巷不一定近乎平行，甚至有的呈放射状 布置。
(3)采区巷道布置和采区划分比较灵活。由于近水平煤层开采时可以采 用走向长壁，也可以采用倾斜长壁，完全可以根据不同区域的煤层条件，采 用不同的采区巷道布置方案。
为了编制出具有较大通用性的近水平煤层矿井开拓方案的整体优化模型 和程序，使之能概括近水平煤层绝大部分矿井的开拓方案，适用于同类矿井 的设计优化，需要提出一个典型的开拓方案结构模型。根据上述近水平煤层 矿井开拓的特点，优化模型本身难以提供不同的开拓系统方案，但应力求既 能输入各种不同的开拓方案，又要简化输入内容，为此提出了如图3-2-7 所示的典型开拓系统模型结构。
这一开拓系统结构主要由四个部分组成：
1.井口和井底位置的三向坐标
主、副井井口、井底的三向坐标值以不同变量表达。它的输入值不同可 以表示出主、副井为立井、斜井、平硐等不同的开拓方式。这一判断由模型 和程序的计算自动进行。
图3-2-7近水平煤层矿井典型开拓系统结构
2.大巷和装载点的分布
典型结构图中设有三条双翼大巷，或称六个分支大巷，用以反映水平和 大巷数目不同的开拓方案。每个大巷上布置的装载点以( i=l~6，j = l~ -’)代表，用以表达采区划分和分布的不同状况。N’为输入值，并以KC’(代表 装载点间的距离，可以反映各采区的走向尺寸。当需要表达的开拓大巷数目 小于6个时，将N’ ( i=l~6)中的某一个或几个赋以零值来实现。
3.井筒与大巷及大巷之间的联系
图中以KB0、KB10、KB20代表不同位置上的石门长度，用以反映井底与 大巷之间的联系;以Bl、B2代表主要上山、下山的长度，用以反映大巷之 间的关系。当所要表达的开拓系统中没有那一项内容时，则对相应的变量赋 以零值。
4.风井位置和数目
表达矿井通风方式、风井数目和位置的方法，采用了三种变量符号。 FSTF代表通风方式，中央边界式取值为1，中央并列式为2，对角式为3，多 风井为4，中央风井为5。AFF (I) (I=1~N)，表达各风井的长度。RFF (I)(I=1~N)，代表各风井的倾角，区别立风井或斜风井。
不同的开拓方案按上述特征变量进行输入相应的数值后，模型和程序通 过计算、分析和判别，即以相应的开拓系统进行有关工程量、费用和评价指 标的计算。
模型的主系统和相应的计算机主程序用于输入、开拓系统方案的构成和 优化结果的输出。有关的各项工程量、费用和评价指标的计算，分别由若干 个子系统模型和子程序完成。
