晉華宮掘進(jìn)面工序分析與優(yōu)化

李恒信

（山西大同同煤集團(tuán)晉華宮礦，山西 大同 037000）

目前晉華宮煤礦巷道掘進(jìn)存在掘進(jìn)速度較低，采掘接替緊張，占用設(shè)備人員較多，掘進(jìn)工效低，輔助運(yùn)輸工作量大，總體成本高等問題，另外施工工藝、工作面布置及勞動組織形式選擇以及管理制度等不能適應(yīng)高產(chǎn)高效采煤技術(shù)的迅速發(fā)展，因此，加快巷道掘進(jìn)速度、提高掘進(jìn)速率是急需解決的問題[1-4]，而掘進(jìn)過程中施工工序的優(yōu)化是解決以上問題的主要因素。本文以晉華宮煤礦為工程背景，對其施工工序進(jìn)行了優(yōu)化與分析，為煤礦高產(chǎn)、高效生產(chǎn)提供了一定的參考。

1 工程概況

9#層301盤區(qū)皮帶巷延伸設(shè)計(jì)長度為390.5m，該巷煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層厚度為1.35～1.45m，平均厚度為1.4m。煤層傾角1～5°，平均3°，巷道沿煤層頂板起底掘進(jìn)。按每天完成3個循環(huán)（即掘進(jìn)進(jìn)尺6.0m），一年330個工作日，月平均工作30天，正規(guī)循環(huán)率85%計(jì)算。日進(jìn)度=6.0×85%=5.1（m），月進(jìn)度=5.1×30=153（m），掘進(jìn)工期=390.5÷5.1=76.6（天），掘進(jìn)準(zhǔn)備15天，掘進(jìn)撤退15天，掘進(jìn)總工期=76.6+15+15=106.6天=3.6（月）。

2 工作面工序分析與改善

2.1 現(xiàn)場寫實(shí)

選取幾組數(shù)據(jù)為例來說明，如下圖1～4所示。

2.2 分析及改進(jìn)

以工序?qū)憣?shí)為基礎(chǔ)，結(jié)合操作規(guī)程與實(shí)際情況，摸清綜掘過程中各工藝工序的操作時間、操作方法，并全面分析、研究工時利用的情況，找出工時損失的原因，擬定改進(jìn)工時利用的措施，為最大限度增加作業(yè)時間、規(guī)定工人與設(shè)備在工作日內(nèi)合理的負(fù)荷量提供必要的數(shù)據(jù)。由于工序的分析過程有一部分和炮掘的分析過程一致，故而這里只選取了割煤工序和延伸皮帶工序進(jìn)行分析。

（1）延伸皮帶工序

從測定情況來看，造成停工的人為因素主要包括以下幾個方面：①因人員少，有時物料供應(yīng)不上造成停機(jī)；②交接班時沒有對工器具進(jìn)行認(rèn)真交接班，7月18日、7月19日，7月22日、7月24日錨索機(jī)各損壞一個，一直沒有修好，耽誤時間；③因?yàn)槿藬?shù)不夠，7月17日、7月18日延伸皮帶沒有和永久支護(hù)同時進(jìn)行；④為迎接領(lǐng)導(dǎo)檢查停機(jī)兩次，每次大約15min；⑤安監(jiān)處檢查，停止作業(yè)兩次，每次大約10min；⑥沒有及時執(zhí)行點(diǎn)檢制度，掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)扯斷電纜，維修花費(fèi)了約60min。

圖1 現(xiàn)場工序?qū)憣?shí)圖

圖2 攪錨桿時間

圖3 裝藥+安裝錨桿時間

圖4 鉆眼時間

（2）割煤工序

①割煤工序分析

原有的掘進(jìn)機(jī)割巖方式如下圖5所示。

圖5 原有掘進(jìn)機(jī)割巖方式

巷道截割完全，則巷道均高2.8m以上，因?yàn)楦叨忍邿o論是臨時支護(hù)、鉆眼、金屬網(wǎng)連接還是塑料網(wǎng)連接都需要梯子，操作不便，施工不安全，且費(fèi)時費(fèi)力。經(jīng)測算，設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)司機(jī)熟練程度也是影響掘進(jìn)速度的原因。

②割煤工序改善方案

迎頭工作面底部割去后先不完全清除，底部留一部分矸石作為施工平臺，施工方式如下圖6所示。

圖6 改進(jìn)后的掘進(jìn)機(jī)割巖方式

下方割去后先不完全清除，因?yàn)榇藭r巷道高度比較低，使下部煤巖作支板，利于施工安全，有利于節(jié)省時間。留取的下部煤巖在下一個循環(huán)時進(jìn)行清除。

3 循環(huán)作業(yè)圖的繪制

3.1 交接班、安檢驗(yàn)收時間

根據(jù)工業(yè)工程方法研究的內(nèi)容，有必要對工人的操作動作和工作時間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，通過班前會的培訓(xùn)協(xié)調(diào)每一組的時間基本一致，這樣既可以提高掘進(jìn)率，也可以培養(yǎng)工人的改進(jìn)意識。改進(jìn)后交接班采用對口交接的形式，包括掘進(jìn)司機(jī)之間的對接（1人），電工之間的對接（1人），班長之間的對接（1人）以及設(shè)備維護(hù)工之間的對接等，在交接班的這段時間內(nèi)其余人員可以進(jìn)行的平行作業(yè)工序包括支護(hù)材料的準(zhǔn)備、設(shè)備以及各種機(jī)具的準(zhǔn)備等工作。經(jīng)過多次觀察發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)前交接班時間大約為16.6min，通過采用對口對接以及進(jìn)行平行作業(yè)的改進(jìn)，預(yù)計(jì)交接班時間大約在7min，大大節(jié)省了交接班的時間。

3.2 切割煤巖時間

由于切割所占用的時間較長，大約為98min，占到總循環(huán)時間的40%左右，因此可以進(jìn)行優(yōu)化。切割過程中經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象，觀察發(fā)現(xiàn)主要是由于加皮帶、停電、大塊矸石等因素引起的，在將加皮帶工序進(jìn)行平行作業(yè)、加強(qiáng)供電通風(fēng)管理、加強(qiáng)培訓(xùn)切割司機(jī)的熟練程度后，停機(jī)時間可以大大降低，大約為85min，比原來時間減少了將近13min。在切割煤巖的這段時間內(nèi)可以進(jìn)行的平行作業(yè)工序有支護(hù)工人正常休息（10min）、吃飯（10min）、將支護(hù)所需物料由儲存處搬運(yùn)至工作現(xiàn)場物料暫存處（20min）、連接錨梁和鋼筋網(wǎng)（10min）等，這些工序都是在割煤的時間段內(nèi)進(jìn)行的，既使工人得到了休息，又完成了支護(hù)前的準(zhǔn)備工作。

3.3 永久支護(hù)工作時間

臨時支護(hù)以后緊接著進(jìn)行的工作就是永久支護(hù)，包括打錨桿錨索眼、安裝頂板錨索、錨桿、刷幫、掛網(wǎng)等工作。經(jīng)過現(xiàn)場觀察與測量，永久支護(hù)所需的時間為72.2min左右。基本上每掘進(jìn)2個循環(huán)都需要延長皮帶1次，由于出勤人數(shù)的局限性，這部分工作基本沒有和其他工作平行作業(yè)，而是在永久支護(hù)完成后單獨(dú)進(jìn)行。通過增加出勤人數(shù)，在永久支護(hù)的同時通過平行作業(yè)進(jìn)行延長皮帶（34min），可以節(jié)省34min。在錨桿以及幫部支護(hù)完成以后，還需要金炮王對頂部錨桿進(jìn)行加固（2人），風(fēng)動攪拌器（2人）對幫部錨桿進(jìn)行加固，此工序大約需要5min，在這個時候，其余人員進(jìn)行工作面的清理，將風(fēng)鉆、錨索機(jī)、風(fēng)水管以及其他設(shè)備放置原處。改進(jìn)后的永久支護(hù)需要的時間大致為72.2min。

4 結(jié)論

從改進(jìn)前正規(guī)作業(yè)循環(huán)圖我們可以看出前進(jìn)3m需要220min，在正常作業(yè)的480min之內(nèi)，大概可以完成兩個循環(huán)，但是結(jié)合實(shí)際情況，并經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)測，工時利用率還是比較低，很多時候第二次循環(huán)只能前進(jìn)2排，但也有時前進(jìn)3排之后還能剩余一段時間，所以仍然有改進(jìn)空間。經(jīng)過改進(jìn)使一個班組在正常作業(yè)時間內(nèi)，可以掘進(jìn)兩個循環(huán)（3排/循環(huán)）+小循環(huán)（2排），進(jìn)尺8m，比改進(jìn)前提高了3m；在三八工作制下，早班需要檢修，經(jīng)合理安排可推進(jìn)一個循環(huán)（3排），進(jìn)尺為3m，每月工作25天，可推進(jìn)475m。比原先的工作計(jì)劃360m提高115m，通過工序優(yōu)化和流程再造使得綜掘工作真正達(dá)到提效、提速、減人的目的。