8218工作面掘進(jìn)工序和時(shí)序的優(yōu)化方案研究

侯 岳

（大同煤礦集團(tuán)宏泰礦山工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

影響煤礦巷道快速掘進(jìn)的因素主要有生產(chǎn)工序推動(dòng)和環(huán)節(jié)不合理、生產(chǎn)工序時(shí)間有缺口、管理制度不完善等方面。針對(duì)燕子山礦8218工作面掘進(jìn)作業(yè)中配套的管理措施和制度不到位的現(xiàn)狀，同煤集團(tuán)總公司委托宏泰礦山工程建設(shè)公司對(duì)8218工作面進(jìn)行掘進(jìn)工序和時(shí)序的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，具體方案如下。

1 8218工作面掘進(jìn)工序存在的問(wèn)題

宏泰礦山工程建設(shè)公司對(duì)燕子山礦8218掘進(jìn)工作面作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，詳細(xì)了解影響掘進(jìn)速度的因素，發(fā)現(xiàn)了交接班、割煤、臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)、延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)、清理工作面等作業(yè)工序存在的問(wèn)題。當(dāng)前8218工作面掘進(jìn)存在的問(wèn)題主要包括以下幾點(diǎn)：（1）生產(chǎn)工序推動(dòng)不合理，8218工作面主要是根據(jù)煤礦開(kāi)采流程從前道工序向后道工序進(jìn)行的推動(dòng)式生產(chǎn)模式；（2）生產(chǎn)工序不合理，8218工作面掘進(jìn)工藝工序設(shè)置常常導(dǎo)致開(kāi)采的停頓和等待過(guò)程，因工序的難度不一，生產(chǎn)能力無(wú)法正常匹配；（3）生產(chǎn)工序時(shí)間有缺口，工序時(shí)間分配不合理，導(dǎo)致生產(chǎn)常出現(xiàn)時(shí)緊時(shí)松的情況，影響到了掘進(jìn)速度；（4）8218工作面生產(chǎn)管理不到位，掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)工作條件差，降塵設(shè)備效果不佳，生產(chǎn)設(shè)備的維修管理不到位，設(shè)備故障率較高。

2 8218工作面工序和時(shí)序優(yōu)化方案分析

2.1 工程概況

工作面煤層賦存穩(wěn)定，煤層厚度3.88～4.29m，平均4.05m，傾角1°～3°，平均2°，屬近水平煤層。夾矸為粉砂巖，厚度為0.1m，煤巖類型為光亮型，煤種為弱粘結(jié)煤，13#層距上覆15#層層間距為77.67～79.82m，平均為78.75m左右。8218工作面煤巖層綜合柱狀圖如圖1所示。

圖1 煤巖層綜合柱狀圖

2.2 工作面的工序流程

做好時(shí)間、工序和現(xiàn)場(chǎng)管理是提高巷道掘進(jìn)效率的途徑。根據(jù)掘進(jìn)面工序分析體系的構(gòu)成要素，結(jié)合掘進(jìn)面的掘進(jìn)流程，可以將8218工作面半煤巖劃分為7個(gè)工序流程。具體為交接班→割煤→延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)→敲幫問(wèn)頂→臨時(shí)支護(hù)→永久支護(hù)→清理工作面。

2.3 工作面勞動(dòng)組織概況

8218巷道主要采用“三八”制方式，計(jì)劃每天9個(gè)循環(huán)，月進(jìn)尺350m。

3 改進(jìn)的工序優(yōu)化方案研究

3.1 工作面掘進(jìn)過(guò)程中的問(wèn)題分析

3.1.1 停工因素

通過(guò)對(duì)8218工作面掘進(jìn)情況的調(diào)查研究，分析停工因素中人為因素的影響主要有：（1）運(yùn)料問(wèn)題，作業(yè)人員少導(dǎo)致運(yùn)料不及時(shí)造成停工；（2）錨索機(jī)故障，因交接班過(guò)程沒(méi)有做好，常導(dǎo)致錨索機(jī)被損壞造成停工；（3）延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)問(wèn)題，因作業(yè)人員不夠?qū)е聜€(gè)別時(shí)日延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)與永久支護(hù)無(wú)法同時(shí)進(jìn)行；（4）安監(jiān)處和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的檢查和巡查問(wèn)題，因歡迎安監(jiān)處和領(lǐng)導(dǎo)的檢查、巡查工作而進(jìn)行的停機(jī)行為。非人員因素而造成的停機(jī)主要有：大塊矸石的人工排除；煤礦的停電行為等。

3.1.2 影響工序的因素

通過(guò)對(duì)相關(guān)材料的整理以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研，影響8218工作面掘進(jìn)速度的影響因素：（1）交接班：交接班過(guò)程中，沒(méi)有做好工作面的清理，導(dǎo)致了錨桿預(yù)緊力不夠，必須找相應(yīng)的工具進(jìn)行維修；（2）割煤：施工方法影響著割煤的效率；（3）臨時(shí)支護(hù)：敲幫問(wèn)頂與搬運(yùn)設(shè)備沒(méi)有進(jìn)行平行作業(yè)；（4）永久支護(hù)：人員分配及鉆眼工具因素都能影響永久支護(hù)的速度；（5）延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)：準(zhǔn)備懸掛鋼絲繩的鋼絲，輸送機(jī)上附煤、碎矸石排空；（6）工作面的清理。

3.2 工序流程優(yōu)化

針對(duì)工序過(guò)程中的問(wèn)題，逐一分析、優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)，重新制定了工序作業(yè)步驟，保障了工藝的順利進(jìn)行，繪制了新的作業(yè)循環(huán)圖，減少了作業(yè)面工作人員數(shù)。

3.2.1 交接班的優(yōu)化

加強(qiáng)交接班時(shí)工序整改，具體為：上班期間必須做好相應(yīng)的工作面清理；對(duì)于錨桿預(yù)緊力不夠的問(wèn)題提高懲處力度；對(duì)工具進(jìn)行定制化管理措施；優(yōu)化傳統(tǒng)的人員交接班模式，實(shí)行工作面全員交接班制，既可以減少閑置時(shí)間，又能對(duì)各崗位人員實(shí)行對(duì)口交接。

3.2.2 割煤方式的優(yōu)化

（1）施工方法。針對(duì)以往因巷道截割完全而造成臨時(shí)支護(hù)、鉆眼、金屬網(wǎng)連接等工藝流程都存在操作不便的問(wèn)題，優(yōu)化了其割煤方式。在進(jìn)行截割操作時(shí)，先對(duì)下方進(jìn)行截割但不進(jìn)行完全清除，利用下部煤巖做支板，可以有利于臨時(shí)支護(hù)、鉆眼、金屬網(wǎng)連接作業(yè)，具體的截割方式如圖2所示。對(duì)于留存的下部煤巖，在下一個(gè)工作循環(huán)時(shí)進(jìn)行割煤。

圖2 優(yōu)化后的的割煤方式圖

（2）設(shè)備截齒。對(duì)于設(shè)備的截齒，必須保證其工作性能，當(dāng)設(shè)備截齒損壞數(shù)量達(dá)1/2時(shí)，就需要對(duì)截齒進(jìn)行更換，提高掘進(jìn)速度。

（3）掘進(jìn)機(jī)司機(jī)。掘進(jìn)機(jī)司機(jī)必須持證上崗，并加強(qiáng)其平時(shí)的操作技能培訓(xùn)，提高操作設(shè)備的熟練程度，從而提高掘進(jìn)效率。

3.2.3 臨時(shí)支護(hù)的優(yōu)化

因敲幫問(wèn)頂和臨時(shí)支護(hù)有部分工作可以平行作業(yè)，考慮優(yōu)化敲幫問(wèn)頂?shù)臅r(shí)間，讓其能平行到臨時(shí)支護(hù)的時(shí)間上去。具體方案為：2名技術(shù)人員在進(jìn)行敲幫問(wèn)頂作業(yè)時(shí)，1人進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，1人進(jìn)行觀察操作，其余人員進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)材料的準(zhǔn)備工作，包括水管、液壓水柱、鋼筋網(wǎng)、風(fēng)鉆和錨索機(jī)等等，放在支護(hù)好的頂板下。

3.2.4 永久支護(hù)的優(yōu)化

改善永久支護(hù)措施：（1）班前會(huì)時(shí)做好人員的調(diào)整和分配工作；（2）交班中做好鉆眼等工具的檢查，并對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的工具及時(shí)進(jìn)行維修處理，并對(duì)相應(yīng)的工具進(jìn)行定置化處置；（3）及時(shí)加強(qiáng)對(duì)風(fēng)壓和水壓的檢測(cè)；（4）檢查風(fēng)水管接頭插銷是否脫落，并及時(shí)進(jìn)行處理。

考慮到?jīng)]有對(duì)打眼順序進(jìn)行固定，所以在滿足操作的狀態(tài)下，必須規(guī)范頂板的打眼順序，對(duì)頂板支護(hù)打眼順序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體的組織圖如圖3所示。

圖3 頂板支護(hù)打眼順序組織圖

3.2.5 其他環(huán)節(jié)的優(yōu)化

延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)的優(yōu)化措施：（1）在割煤時(shí)就提前準(zhǔn)備好W型網(wǎng)上鋼絲拉直；（2）對(duì)延伸距離提前進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，并預(yù)備好充足的滾子；（3）割煤結(jié)束后讓帶式輸送機(jī)繼續(xù)作業(yè)直到膠帶上煤矸排凈為止。

清理工作面工序改善措施：（1）為防止查找工器具浪費(fèi)時(shí)間，讓專人負(fù)責(zé)保管；（2）考慮將剩余材料懸掛兩幫鉆機(jī)旁。工作面的清理主要是為了防止大塊巖石、金屬物品進(jìn)到掘進(jìn)機(jī)系統(tǒng)，保障設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。可將該工序與永久支護(hù)進(jìn)行部分平行作業(yè)，主要包括水管的敷設(shè)、鉆眼工具和液壓點(diǎn)柱的搬運(yùn)、剩余托盤、錨桿和編制條的回收。

3.3 工序優(yōu)化循環(huán)圖

為保障上述優(yōu)化方案的成功實(shí)施，必須做好勞動(dòng)組織的人員配備工作，包括人員的分配，工序平行作業(yè)之間的操作，以前工序之間有銜接。優(yōu)化后的循環(huán)作業(yè)可見(jiàn)圖4。

3.4 勞動(dòng)組織優(yōu)化

通過(guò)對(duì)主要工序工時(shí)的優(yōu)化，以及對(duì)需要的人員進(jìn)行合理分工與平行作業(yè)，所需要人工為12人，節(jié)約人工2人。

圖4 改進(jìn)后的循環(huán)作業(yè)圖

4 結(jié)語(yǔ)

本次8218掘進(jìn)工作面工序和時(shí)序的優(yōu)化方案設(shè)計(jì)提高了工作面的掘進(jìn)速度，產(chǎn)生了相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益，為研究掘進(jìn)工作的優(yōu)化措施提供了參考。