8218工作面掘進工序和時序的優(yōu)化方案研究

侯 岳

（大同煤礦集團宏泰礦山工程建設有限責任公司，山西 大同 037003）

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

1 8218工作面掘進工序存在的問題

宏泰礦山工程建設公司對燕子山礦8218掘進工作面作業(yè)現(xiàn)場進行調(diào)查研究，詳細了解影響掘進速度的因素，發(fā)現(xiàn)了交接班、割煤、臨時支護、永久支護、延長帶式輸送機、清理工作面等作業(yè)工序存在的問題。當前8218工作面掘進存在的問題主要包括以下幾點：（1）生產(chǎn)工序推動不合理，8218工作面主要是根據(jù)煤礦開采流程從前道工序向后道工序進行的推動式生產(chǎn)模式；（2）生產(chǎn)工序不合理，8218工作面掘進工藝工序設置常常導致開采的停頓和等待過程，因工序的難度不一，生產(chǎn)能力無法正常匹配；（3）生產(chǎn)工序時間有缺口，工序時間分配不合理，導致生產(chǎn)常出現(xiàn)時緊時松的情況，影響到了掘進速度；（4）8218工作面生產(chǎn)管理不到位，掘進現(xiàn)場工作條件差，降塵設備效果不佳，生產(chǎn)設備的維修管理不到位，設備故障率較高。

2 8218工作面工序和時序優(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

做好時間、工序和現(xiàn)場管理是提高巷道掘進效率的途徑。根據(jù)掘進面工序分析體系的構(gòu)成要素，結(jié)合掘進面的掘進流程，可以將8218工作面半煤巖劃分為7個工序流程。具體為交接班→割煤→延長帶式輸送機→敲幫問頂→臨時支護→永久支護→清理工作面。

2.3 工作面勞動組織概況

8218巷道主要采用“三八”制方式，計劃每天9個循環(huán)，月進尺350m。

3 改進的工序優(yōu)化方案研究

3.1 工作面掘進過程中的問題分析

3.1.1 停工因素

通過對8218工作面掘進情況的調(diào)查研究，分析停工因素中人為因素的影響主要有：（1）運料問題，作業(yè)人員少導致運料不及時造成停工；（2）錨索機故障，因交接班過程沒有做好，常導致錨索機被損壞造成停工；（3）延長帶式輸送機問題，因作業(yè)人員不夠?qū)е聜€別時日延長帶式輸送機與永久支護無法同時進行；（4）安監(jiān)處和企業(yè)領(lǐng)導的檢查和巡查問題，因歡迎安監(jiān)處和領(lǐng)導的檢查、巡查工作而進行的停機行為。非人員因素而造成的停機主要有：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

通過對相關(guān)材料的整理以及生產(chǎn)現(xiàn)場的調(diào)研，影響8218工作面掘進速度的影響因素：（1）交接班：交接班過程中，沒有做好工作面的清理，導致了錨桿預緊力不夠，必須找相應的工具進行維修；（2）割煤：施工方法影響著割煤的效率；（3）臨時支護：敲幫問頂與搬運設備沒有進行平行作業(yè)；（4）永久支護：人員分配及鉆眼工具因素都能影響永久支護的速度；（5）延長帶式輸送機：準備懸掛鋼絲繩的鋼絲，輸送機上附煤、碎矸石排空；（6）工作面的清理。

3.2 工序流程優(yōu)化

針對工序過程中的問題，逐一分析、優(yōu)化方案的設計，重新制定了工序作業(yè)步驟，保障了工藝的順利進行，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

加強交接班時工序整改，具體為：上班期間必須做好相應的工作面清理；對于錨桿預緊力不夠的問題提高懲處力度；對工具進行定制化管理措施；優(yōu)化傳統(tǒng)的人員交接班模式，實行工作面全員交接班制，既可以減少閑置時間，又能對各崗位人員實行對口交接。

3.2.2 割煤方式的優(yōu)化

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

圖2 優(yōu)化后的的割煤方式圖

（2）設備截齒。對于設備的截齒，必須保證其工作性能，當設備截齒損壞數(shù)量達1/2時，就需要對截齒進行更換，提高掘進速度。

（3）掘進機司機。掘進機司機必須持證上崗，并加強其平時的操作技能培訓，提高操作設備的熟練程度，從而提高掘進效率。

3.2.3 臨時支護的優(yōu)化

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

3.2.4 永久支護的優(yōu)化

改善永久支護措施：（1）班前會時做好人員的調(diào)整和分配工作；（2）交班中做好鉆眼等工具的檢查，并對出現(xiàn)問題的工具及時進行維修處理，并對相應的工具進行定置化處置；（3）及時加強對風壓和水壓的檢測；（4）檢查風水管接頭插銷是否脫落，并及時進行處理。

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

圖3 頂板支護打眼順序組織圖

3.2.5 其他環(huán)節(jié)的優(yōu)化

延長帶式輸送機的優(yōu)化措施：（1）在割煤時就提前準備好W型網(wǎng)上鋼絲拉直；（2）對延伸距離提前進行相應的計算，并預備好充足的滾子；（3）割煤結(jié)束后讓帶式輸送機繼續(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時間，讓專人負責保管；（2）考慮將剩余材料懸掛兩幫鉆機旁。工作面的清理主要是為了防止大塊巖石、金屬物品進到掘進機系統(tǒng)，保障設備的安全和穩(wěn)定運行?？蓪⒃摴ば蚺c永久支護進行部分平行作業(yè)，主要包括水管的敷設、鉆眼工具和液壓點柱的搬運、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)化方案的成功實施，必須做好勞動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)可見圖4。

3.4 勞動組織優(yōu)化

通過對主要工序工時的優(yōu)化，以及對需要的人員進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 改進后的循環(huán)作業(yè)圖

4 結(jié)語

本次8218掘進工作面工序和時序的優(yōu)化方案設計提高了工作面的掘進速度，產(chǎn)生了相當好的經(jīng)濟效益，為研究掘進工作的優(yōu)化措施提供了參考。