无煤柱自成巷工程项目管控与技术经济评价研究

来源 :中国矿业大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:weihc
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作为能源大国中的支柱能源—煤炭资源,将长期占据十分重要的主体地位。目前,地下煤炭资源主要采用“121”长臂开采方式(即开采1个工作面,掘进2条回采巷道,留设1条煤柱),存在着煤炭资源浪费严重、巷道掘进量大、生产成本高以及高应力环境下大变形灾害多发等问题,严重制约我国高产高效的开采煤炭资源。提高沿空留巷开采技术的适用性和先进性是国内外采矿界研究的主要趋势。但是在无煤柱自成巷工程项目管理与技术经济评价方面的研究尚待开展。为此,本文以目前正在开展的无煤柱自成巷开采技术推广应用的实际工程项目为背景,将现场调研分析和研究、理论分析及工业性试验等研究方法进行综合运用,融合煤矿开采理论、工程力学、工程管理及技术经济学等学科知识,开展无煤柱自成巷工程项目管控与技术经济评价研究。研究主要集中在以下几点:(1)通过总结煤炭开采理论及技术的发展历史,简述了无煤柱自成巷开采技术的形成,并就其技术优势、现场应用情况及影响因素进行了重点分析。通过构建力学模型,分析了无煤柱自成巷开采技术相比传统沿空留巷技术具有显著的技术优势,即通过切顶减小了侧向悬臂的长度,变害为利,利用矿山压力做功,自动形成回采巷道,消除了遗留煤柱/岩柱的存在,减少了矿山灾害的发生;采用专家评分的方法建立模型,并邀请不同研究领域专家对其进行评分,通过多次评分最终确定影响无煤柱自成巷工程项目的关键因素,并确定了其主次影响顺序;(2)从工程项目管理的角度,分析了无煤柱自成巷工程项目的特点,工程项目成本管理、质量管理及工期管理的主要内容,明确管理目标,制定无煤柱自成巷工程项目管理制度。采用赢得值法分析了工程成本管理的要点,分析了控制工程成本的方法,应根据实际工况及时调整工程预算,以防实际成本超过本项目的工程总预算;通过建立全员质量管理体系、全过程质量管理体系及全面质量管理体系,严把工程质量关,确保工程项目的质量。分析了在工程管理方面,施工层和管理层的管控方法,编制了相应的工程进度图表,以便双方能够及时把握工程进度,出现特殊问题,及时调整工序,尽快保质保量的完成无煤柱自成巷工程。总结了影响无煤柱自成巷工程项目管理的关键设计参数,并阐述了其与工程项目管理之间的影响关系。(3)通过对无煤柱自成巷工程项目的技术经济可行性分析可知:无煤柱自成巷开采技术是基于“切顶短臂梁”理论发展起来的沿空留巷新技术,该技术以顶板双向聚能预裂和恒阻大变形支护为核心,确保了沿空巷道的稳定性,具有先进的理论可行性;该技术在不大幅增加相关设备的同时,能够重复利用现有设备及支护材料,节约了实际工程的前期投入,且施工工艺简单,劳动强度低,能够快速的增产见效;通过对核心工艺及工序的优化设计,可大幅提高工程的工期及节约工程成本;通过对技术经济分析中的经济要素的分析,明确了开展技术经济评价中的相关经济指标,进一步分析了该项目是一种投资小、成本低、资金回收期短的具有极大效益的工程项目。(4)开展了回采巷道不同支护设计方案的技术经济综合分析,首先明确了技术经济评价的基本原则及技术方案可比需要满足的基本条件;分析了无煤柱自成巷回采巷道技术方案的最佳适用条件,并以现场典型应用矿区为工况,采用费用现值法,估算了三种回采巷道设计方案开展下的现金流量,并开展了具体分析;随后采用AHP法建立层析分析结构模型,采用模糊综合评价方法对三种方案进行综合评价;同时,结合实际工程项目开展了不确定性分析,重点分析相关影响因素,并对主要影响因素开展敏感性分析。无煤柱自成巷开采技术已经写入《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》(国发[2016]7号)以及《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》(发改基础(2016]2795号),是国家层面主推的先进的资源开采技术。目前,针对该技术已经开展了大量的理论、技术及数值分析等方面的研究,但是在工程项目管理和技术经济评价方面还未开展相应的研究。为此,本文开展了无煤柱自成巷工程项目管理与技术经济评价的研究,确定了影响无煤柱自成巷工程项目的关键因素及其次序,建立的全面的工程项目管理体系,优化了施工工序,并针对不同地质条件下的开采方案进行评价及优选,可为煤炭企业提供决策参考,也为国家制定相关产业政策提供了理论依据。
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