PDCA方法在提高全軟巖地層水文孔冒水率中的應(yīng)用

任 鵬，劉亞軍，高 宏

（1.中煤第三建設(shè)〈集團(tuán)〉有限責(zé)任公司凍結(jié)工程處，安徽淮北235044；2.煤炭科學(xué)研究總院沈陽(yáng)研究院，遼寧沈陽(yáng)110016）

PDCA方法在提高全軟巖地層水文孔冒水率中的應(yīng)用

任 鵬*1，劉亞軍1，高 宏2

（1.中煤第三建設(shè)〈集團(tuán)〉有限責(zé)任公司凍結(jié)工程處，安徽淮北235044；2.煤炭科學(xué)研究總院沈陽(yáng)研究院，遼寧沈陽(yáng)110016）

PDCA方法是一種動(dòng)態(tài)、全面、科學(xué)、有效的管理方法，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在工程施工質(zhì)量管理中，有著巨大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)計(jì)劃、執(zhí)行、檢查、處理4個(gè)階段，實(shí)時(shí)高效地解決施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，持續(xù)提高施工質(zhì)量水平。以紅慶河煤礦2號(hào)風(fēng)井凍結(jié)工程淺部水文孔為例，講述該方法在提高全軟巖地層水文孔冒水率中的應(yīng)用過(guò)程，為類(lèi)似的工程提供參考。

PDCA；水文孔；全軟巖；冒水

凍結(jié)法施工井筒主要是使井筒周?chē)纬梢粋€(gè)閉合的凍結(jié)帷幕（俗稱凍結(jié)壁），利用有一定強(qiáng)度和厚度的凍結(jié)帷幕來(lái)封閉外界的水流和地壓[1]。通常我們判定凍結(jié)壁形成的方法是通過(guò)水文孔的冒水和測(cè)溫孔測(cè)溫資料分析。

全軟巖地層淺水文孔冒水是上部?jī)鼋Y(jié)壁交圈及確定井筒試挖日期的重要依據(jù)。在施工西部全軟巖地層條件下的水文孔時(shí)，仍采用與東部相同的施工工藝，部分凍結(jié)工程的淺部水文孔未能順利冒水，嚴(yán)重影響對(duì)凍結(jié)壁形成時(shí)間的判斷。因此，提高全軟巖地層水文孔的冒水率是保證凍結(jié)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)效能優(yōu)化的重要依據(jù)。

1 PDCA介紹

PDCA循環(huán)又叫戴明環(huán)，是美國(guó)質(zhì)量管理專家戴明博士提出的，它是全面質(zhì)量管理所應(yīng)遵循的科學(xué)程序[2]。全面質(zhì)量管理活動(dòng)的全部過(guò)程，就是質(zhì)量計(jì)劃的制訂和組織實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是按照PDCA循環(huán)，不停頓地周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn)的。

PDCA循環(huán)是能使任何一項(xiàng)活動(dòng)有效進(jìn)行的一種合乎邏輯的工作程序，特別是在質(zhì)量管理中得到了廣泛的應(yīng)用并獲得了經(jīng)濟(jì)成效，如圖1所示。P、D、C、A四個(gè)英文字母所代表的意義如下：

①P（Plan）——計(jì)劃。包括方針和目標(biāo)的確定以及活動(dòng)計(jì)劃的制定；

②D（DO）——執(zhí)行。執(zhí)行就是具體運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃中的內(nèi)容；

圖1 PDCA循環(huán)模型

③C（Check）——檢查。就是要總結(jié)執(zhí)行計(jì)劃的結(jié)果，分清哪些對(duì)了，哪些錯(cuò)了，明確效果，找出問(wèn)題；

④A（Action）——處理。對(duì)檢查的結(jié)果進(jìn)行處理，認(rèn)可或否定。成功的經(jīng)驗(yàn)要加以肯定，或者模式化或者標(biāo)準(zhǔn)化以適當(dāng)推廣；失敗的教訓(xùn)要加以總結(jié)，以免重現(xiàn)；這一輪未解決的問(wèn)題放到下一個(gè)PDCA循環(huán)。

因此，PDCA理論在解決凍結(jié)工程水文孔冒水難的問(wèn)題上是可行的。

2 PDCA方法的具體應(yīng)用

本文以內(nèi)蒙古紅慶河煤礦2號(hào)風(fēng)井凍結(jié)工程為例，說(shuō)明PDCA方法在提高水文孔冒水率中的具體應(yīng)用。

紅慶河煤礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗新街鎮(zhèn)境內(nèi)，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1500×104t/a，井田內(nèi)布置4個(gè)井筒分別為：主井、副井、風(fēng)井和2號(hào)風(fēng)井，均為立井。其中主井、副井、風(fēng)井于2013年4月開(kāi)工，7月開(kāi)機(jī)凍結(jié)，淺部水文孔均為冒水，水文孔冒水率僅僅達(dá)到了50%，這給判斷凍結(jié)壁發(fā)展帶來(lái)了一定困難，無(wú)形中延長(zhǎng)了井筒試挖前的凍結(jié)工期。2號(hào)風(fēng)井于2013年7月開(kāi)工，為提高水文孔冒水率，采用PDCA方法對(duì)主、副、風(fēng)未冒水的水文孔進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施，應(yīng)用在2號(hào)風(fēng)井水文孔施工中。

2.1 P階段

為找出影響水文孔冒水的原因，QC小組對(duì)主、副、風(fēng)井水文孔施工工藝進(jìn)行分析，并對(duì)各類(lèi)影響水文孔冒水因素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，共發(fā)現(xiàn)6個(gè)不合格點(diǎn)數(shù)，分類(lèi)統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)圖2。

圖2 影響水文孔冒水的各類(lèi)因素排列

通過(guò)對(duì)圖2的觀察，可發(fā)現(xiàn)：累計(jì)頻率在80%以下的，屬于A類(lèi)主要因素，即影響水文孔冒水的主要問(wèn)題是海帶隔水效果差和花管堵塞。產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因分析見(jiàn)圖3。

圖3 導(dǎo)致水文孔不易冒水的主要原因分析

針對(duì)圖3中的原因，逐條制訂出計(jì)劃采取的措施，如表1所示。

表1 應(yīng)對(duì)措施

2.2 D階段

實(shí)施一，結(jié)合地質(zhì)資料，在水文孔深度范圍內(nèi)找出各個(gè)隔水層，并由QC全體成員討論保證其準(zhǔn)確性。改變過(guò)去僅在花管上方設(shè)置一個(gè)海帶層的習(xí)慣，在各個(gè)隔水層位置分別設(shè)置海帶層，以隔斷各含水層之間的水力聯(lián)系，有效保證凍脹水只能通過(guò)水文管進(jìn)行釋放。紅慶河煤礦2號(hào)風(fēng)井凍結(jié)工程淺部水文孔的海帶設(shè)置方案與地質(zhì)柱狀圖見(jiàn)圖4。從圖4中可以看到，針對(duì)31.39～39.91m粘土層和41.51～45.11m粘土層所形成的隔水層，在水文管對(duì)應(yīng)位置均設(shè)置了1m高的海帶，是一種合理的設(shè)計(jì)。

實(shí)施二，海帶遇水膨脹后，起到封閉環(huán)形空間的作用，從而阻止花管位置的凍脹水穿越隔水層進(jìn)入上部含水地層。但是，隨著時(shí)間的推移，海帶容易腐爛，于是海帶層就失去了封閉環(huán)形空間的作用，為確保海帶層的隔水效果，在水文管下放后（24h左右）的海帶膨脹期間，使用水灰比為1∶1.2的水泥漿對(duì)水文孔上部環(huán)形空間進(jìn)行注漿。圖5顯示的是井筒試挖后，顯露出來(lái)的注漿體。

實(shí)施三，改變“管內(nèi)進(jìn)，管外出”的傳統(tǒng)洗孔循環(huán)方式，在水文管內(nèi)下套管，即洗孔管，進(jìn)行“管內(nèi)洗孔”，如圖6所示。保留了鉆孔護(hù)壁泥皮，避免管外洗孔而造成的塌孔，有效防止花管堵塞。

2.3 C階段

通過(guò)以上對(duì)策的實(shí)施，紅慶河中央2號(hào)風(fēng)井淺水文孔于2013年11月14日順利冒水，實(shí)現(xiàn)了水文孔100%的冒水率。如圖7所示。

2.4 A階段

經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)，通過(guò)實(shí)施相應(yīng)對(duì)策，有效地提高了全軟巖地層條件下水文孔的冒水率，說(shuō)明采用PDCA方法制訂的措施是可行的、有效的。

圖4 淺部水文管海帶設(shè)置方案與地質(zhì)柱狀圖

圖5 注漿效果圖

圖6 洗孔施工圖

為了將成果保持下去，我們把本次水文管設(shè)計(jì)流程納入水文管設(shè)計(jì)規(guī)范，將水文孔上部注漿納入水文管施工技術(shù)措施。

圖7 紅慶河煤礦2號(hào)風(fēng)井淺部水文孔水文變化曲線

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)PDCA方法的應(yīng)用，對(duì)凍結(jié)工程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制，對(duì)出現(xiàn)的影響水文孔冒水的只要因素進(jìn)行及時(shí)分析、制定相應(yīng)對(duì)策、積極執(zhí)行措施。在過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、鞏固成績(jī)，從而促進(jìn)了施工水平提高,防止了相同的問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)。實(shí)踐證明，這種科學(xué)的質(zhì)量管理模式使凍結(jié)工程水文孔施工質(zhì)量控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，是提高全軟巖地層條件下水文孔冒水率的可靠保證。

[1]王宗金.淺談凍結(jié)孔施工技術(shù)[J].西部探礦工程,2008(2): 60-62.

[2]王宗凱,肖詩(shī)唐.質(zhì)量改進(jìn)的策劃與實(shí)施[M].北京:中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社,2005.

TD265.3

B

1004-5716(2015)05-0108-03

2014-04-25

2014-04-30

任鵬（1986-），男（漢族），河南許昌人，助理工程師，現(xiàn)從事凍結(jié)工程的管理和技術(shù)工作。