充填工作面流程再造研究

摘要：根據充填工作面原生產現(xiàn)狀，對其生產流程進行優(yōu)化再造，采用對拉工作面的生產方式對Ⅱ、Ⅲ區(qū)段進行開采。結果顯示：經過流程優(yōu)化，工作面生產效率率由原來的44.4%提高為現(xiàn)在的89%，工作面產量由原來的224t/天提高為409t/天，有效地減少了不必要的浪費，生產效益得以提高。該種生產方式可以有效提高工作面生產效率，增加工作面產量，對相似生產方式的工作面，有較大推廣價值。

關鍵詞：流程再造 充填工作面 對拉工作面 精益生產

0 引言

精益生產(Lean Manufacturing)，是利用杜絕浪費和無間斷的作業(yè)流程──而非分批和排隊等候──的一種生產方式。其核心是消除一切無效勞動和浪費，建立無間斷流程，將流程中不增值的無效時間盡可能壓縮，以縮短整個流程的時間，進而促使利益實現(xiàn)最大化。煤礦系統(tǒng)作為粗放型產業(yè)，生產系統(tǒng)較復雜，生產流程繁瑣，存在較多浪費，生產效益有很大提高空間。因此，以精益生產的理念為指導，基于工業(yè)工程系統(tǒng)流程再造的基本原理，對煤礦生產系統(tǒng)進行優(yōu)化研究，以期達到提高煤礦產量，實現(xiàn)煤礦開采效益最大化的目的。基于前述，有必要深入研究煤礦生產各個工藝流程，分析各個工藝之間的關系，提出優(yōu)化方案，減少浪費，以提高生產效率，增加煤礦產量，提高生產效益。

1 問題的提出

王莊煤礦9206工作面為充填工作面，工作面采用傾斜長壁仰采。為了降低擋漿墻受力，保證擋漿墻能夠有效起到擋漿作用，確保回采充填成功，把工作面分為分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個傾斜短壁工作面，并由里向外依次進行回采充填。如圖1所示。工作面Ⅰ區(qū)段為第一個充填面，每推進3m充填一次，開采與充填間隔進行，循環(huán)作業(yè)。由于充填體凝固時間較長，生產過程中等待時間較長，浪費了大量時間和人力資源，開采效率受到嚴重影響，工作面產量較低。非充填開采下，工作面可以連續(xù)開采，不受充填體凝固時間的制約；而充填開采中，受充填材料凝固時間影響，造成了生產時間的間隔，造成了巨大浪費，開采效率受到限制。因此，有必要在深入研究工作面生產工藝流程的基礎上，對工作面流程進行優(yōu)化，盡可能減少時間和人力的浪費，增大生產效率，提高工作面產量。

2 流程再造分析

針對王莊煤礦81006充填面充填材料凝固時間長，充填和開采不能同時進行的特點，提出了對拉工作面生產的開采方式，目的是消除時間和人力的浪費，提高工作面的產量。采用對拉工作面開采方式，改變了充填與開采不能同時進行的缺點，減少了不必要的浪費，實現(xiàn)了工作面的連續(xù)生產，大大提高了生產效率。

2.1 工作面Ⅰ區(qū)段生產現(xiàn)狀

81006工作面Ⅰ區(qū)段采用傾斜長壁仰采，開采與充填間隔進行。工藝過程為：端頭機窩及工作面壓炮打眼、裝藥→爆破→開機窩、割煤→爆破壓炮→松機裝煤→移刮板輸送機→支基本支柱→回柱（采煤3刀，回柱3排）→制作擋漿簾→制作擋漿墻→充填→充填體凝固。工作面生產循環(huán)作業(yè)如圖2所示。

圖2 工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖

①作業(yè)分析

根據圖2，對工作面Ⅰ區(qū)段生產流程進行作業(yè)分析。如表1所示。由表1可知，工作面72小時為一個工作循環(huán)，其中前24h為工作面正常開采時間；之后8小時進行工作面充填檢修；最后40小時為充填凝固時間。72小時中，正常生產時間僅為24小時，占生產循環(huán)作業(yè)總時間的44.4%。

表1 工作面Ⅰ區(qū)段作業(yè)分析

②生產能力

工作面平均長度92m，每個班進尺1m，每個充填循環(huán)進尺3m。

每個生產循環(huán)產量為：W＝L×S×h×γ×C

式中：W——工作面正規(guī)循環(huán)生產能力，t。

L——工作面平均長度，92m。

S——工作面循環(huán)進尺，3.0m。

h——工作面設計采高，平均1.97m。

γ——煤的容重，1.3ｔ/m3。

C——工作面回采率，95%。

W＝92×3.0×1.97×1.30×95%＝672t。

工作面平均每天產量：p=W/3=224t/天。

2.2 生產流程再造

為避免時間和人力的過度浪費，對工作面Ⅱ、Ⅲ區(qū)段實行對拉開采，兩個工作面同時開采，交替作業(yè)，改變了充填與開采不能同時進行的缺點，有力地減少了不必要的浪費，工作面產量得到增加，工作效率大大提高。

①作業(yè)分析

對工作面Ⅱ、Ⅲ區(qū)段生產流程進行作業(yè)分析，如表2所示。由表2可知，工作面Ⅱ、Ⅲ區(qū)段72小時為一個循環(huán)，工人在Ⅱ、Ⅲ區(qū)段交替工作，不影響充填體凝固質量。對拉工作面下，人員利用率為89%；工作面生產64h，利用率為89%。

表2 Ⅱ、Ⅲ區(qū)段生產循環(huán)作業(yè)分析

②生產能力

工作面Ⅱ區(qū)段長88m，Ⅲ區(qū)段長81m，每個充填循環(huán)進尺3m。

工作面Ⅱ、Ⅲ段每個生產循環(huán)生產能力為：

Ⅱ區(qū)段：W2＝L×S×h×γ×C

＝88×1.0×1.96×1.30×95%

＝639t

式中：W2——工作面正規(guī)循環(huán)生產能力，t。

L——工作面平均長度，88m。

S——工作面循環(huán)進尺，3.0m。

h——工作面設計采高，平均1.96m。

γ——煤的容重，1.3ｔ/m3。

C——工作面回采率，95%。

Ⅲ區(qū)段：W3＝L×S×h×γ×C

＝81×1.0×1.96×1.30×95%

＝588t。

式中：W3——工作面正規(guī)循環(huán)生產能力，t。

L——工作面平均長度，81m。

S——工作面循環(huán)進尺，3.0m。

h——工作面設計采高，平均1.96m。

γ——煤的容重，1.3ｔ/m3。

C——工作面回采率，95%。

工作面平均每天產量為：p=（W2+W3）/3=409t/天。

對原工作面生產狀況和優(yōu)化后的工作面生產狀況進行對比分析，如表3所示。由表3可知，經過流程再造，Ⅱ、Ⅲ段人員和時間利用率大幅度提高，工作面產量得到增加，減少了不必要的浪費，大大提升了生產效益。

表3 生產狀況對比

3 結論

①根據充填工作面原生產現(xiàn)狀，對其生產流程進行再造優(yōu)化，采用對拉工作面開采方式。流程再造后，在充填質量不受影響的前提下，工作面生產利用率由原來的44.4%提高為現(xiàn)在的89%，有效減少了不必要的浪費，生產效益得到提升。

②采用對工作面開采方式，工作面產量由原來的224t/天提高為409t/天，產量大幅度提高。該采煤方式對相似生產條件的充填工作面有極強的/一定的借鑒作

用。

參考文獻：

[1]錢鳴高，許家林，繆協(xié)興.煤礦綠色開采技術[J].中國礦業(yè)大學學報.2003，32.

[2]肖志軍，黨新民.精益生產方式JIT[M].廣州：廣東經濟出版社，2004.

[3]郭立人.試論對拉工作面的經濟效益[J].煤炭工程，1988，(01).

[4]唐介岳.對拉工作面提高單產要解決的具體問題[J].煤炭科技，2000，(01).

[5]袁秋新，王志法，徐加昌，高敏東精益生產方式在煤炭生產中的應用[J].煤礦支護，2001，3.

[6]馬德慶.以人為本的企業(yè)精細管理[M].太原：山西科學技術出版社，2005.

[7]涂興子.煤礦精細管理[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.