PDCA方法在提高全软岩地层水文孔冒水率中的应用

任 鹏，刘亚军，高 宏

（1.中煤第三建设〈集团〉有限责任公司冻结工程处，安徽淮北235044；2.煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁沈阳110016）

PDCA方法在提高全软岩地层水文孔冒水率中的应用

任 鹏*1，刘亚军1，高 宏2

（1.中煤第三建设〈集团〉有限责任公司冻结工程处，安徽淮北235044；2.煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁沈阳110016）

PDCA方法是一种动态、全面、科学、有效的管理方法，在各个领域都得到了广泛的应用，尤其是在工程施工质量管理中，有着巨大的优势，通过计划、执行、检查、处理4个阶段，实时高效地解决施工中出现的问题，持续提高施工质量水平。以红庆河煤矿2号风井冻结工程浅部水文孔为例，讲述该方法在提高全软岩地层水文孔冒水率中的应用过程，为类似的工程提供参考。

PDCA；水文孔；全软岩；冒水

冻结法施工井筒主要是使井筒周围形成一个闭合的冻结帷幕（俗称冻结壁），利用有一定强度和厚度的冻结帷幕来封闭外界的水流和地压[1]。通常我们判定冻结壁形成的方法是通过水文孔的冒水和测温孔测温资料分析。

全软岩地层浅水文孔冒水是上部冻结壁交圈及确定井筒试挖日期的重要依据。在施工西部全软岩地层条件下的水文孔时，仍采用与东部相同的施工工艺，部分冻结工程的浅部水文孔未能顺利冒水，严重影响对冻结壁形成时间的判断。因此，提高全软岩地层水文孔的冒水率是保证冻结质量，实现效能优化的重要依据。

1 PDCA介绍

PDCA循环又叫戴明环，是美国质量管理专家戴明博士提出的，它是全面质量管理所应遵循的科学程序[2]。全面质量管理活动的全部过程，就是质量计划的制订和组织实现的过程，这个过程就是按照PDCA循环，不停顿地周而复始地运转的。

PDCA循环是能使任何一项活动有效进行的一种合乎逻辑的工作程序，特别是在质量管理中得到了广泛的应用并获得了经济成效，如图1所示。P、D、C、A四个英文字母所代表的意义如下：

①P（Plan）——计划。包括方针和目标的确定以及活动计划的制定；

②D（DO）——执行。执行就是具体运作，实现计划中的内容；

图1 PDCA循环模型

③C（Check）——检查。就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了，哪些错了，明确效果，找出问题；

④A（Action）——处理。对检查的结果进行处理，认可或否定。成功的经验要加以肯定，或者模式化或者标准化以适当推广；失败的教训要加以总结，以免重现；这一轮未解决的问题放到下一个PDCA循环。

因此，PDCA理论在解决冻结工程水文孔冒水难的问题上是可行的。

2 PDCA方法的具体应用

本文以内蒙古红庆河煤矿2号风井冻结工程为例，说明PDCA方法在提高水文孔冒水率中的具体应用。

红庆河煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗新街镇境内，矿井设计生产能力1500×104t/a，井田内布置4个井筒分别为：主井、副井、风井和2号风井，均为立井。其中主井、副井、风井于2013年4月开工，7月开机冻结，浅部水文孔均为冒水，水文孔冒水率仅仅达到了50%，这给判断冻结壁发展带来了一定困难，无形中延长了井筒试挖前的冻结工期。2号风井于2013年7月开工，为提高水文孔冒水率，采用PDCA方法对主、副、风未冒水的水文孔进行分析，并提出改进措施，应用在2号风井水文孔施工中。

2.1 P阶段

为找出影响水文孔冒水的原因，QC小组对主、副、风井水文孔施工工艺进行分析，并对各类影响水文孔冒水因素进行现场检查，共发现6个不合格点数，分类统计情况见图2。

图2 影响水文孔冒水的各类因素排列

通过对图2的观察，可发现：累计频率在80%以下的，属于A类主要因素，即影响水文孔冒水的主要问题是海带隔水效果差和花管堵塞。产生这些问题的原因分析见图3。

图3 导致水文孔不易冒水的主要原因分析

针对图3中的原因，逐条制订出计划采取的措施，如表1所示。

表1 应对措施

2.2 D阶段

实施一，结合地质资料，在水文孔深度范围内找出各个隔水层，并由QC全体成员讨论保证其准确性。改变过去仅在花管上方设置一个海带层的习惯，在各个隔水层位置分别设置海带层，以隔断各含水层之间的水力联系，有效保证冻胀水只能通过水文管进行释放。红庆河煤矿2号风井冻结工程浅部水文孔的海带设置方案与地质柱状图见图4。从图4中可以看到，针对31.39～39.91m粘土层和41.51～45.11m粘土层所形成的隔水层，在水文管对应位置均设置了1m高的海带，是一种合理的设计。

实施二，海带遇水膨胀后，起到封闭环形空间的作用，从而阻止花管位置的冻胀水穿越隔水层进入上部含水地层。但是，随着时间的推移，海带容易腐烂，于是海带层就失去了封闭环形空间的作用，为确保海带层的隔水效果，在水文管下放后（24h左右）的海带膨胀期间，使用水灰比为1∶1.2的水泥浆对水文孔上部环形空间进行注浆。图5显示的是井筒试挖后，显露出来的注浆体。

实施三，改变“管内进，管外出”的传统洗孔循环方式，在水文管内下套管，即洗孔管，进行“管内洗孔”，如图6所示。保留了钻孔护壁泥皮，避免管外洗孔而造成的塌孔，有效防止花管堵塞。

2.3 C阶段

通过以上对策的实施，红庆河中央2号风井浅水文孔于2013年11月14日顺利冒水，实现了水文孔100%的冒水率。如图7所示。

2.4 A阶段

经过检查确认，通过实施相应对策，有效地提高了全软岩地层条件下水文孔的冒水率，说明采用PDCA方法制订的措施是可行的、有效的。

图4 浅部水文管海带设置方案与地质柱状图

图5 注浆效果图

图6 洗孔施工图

为了将成果保持下去，我们把本次水文管设计流程纳入水文管设计规范，将水文孔上部注浆纳入水文管施工技术措施。

图7 红庆河煤矿2号风井浅部水文孔水文变化曲线

3 结语

通过PDCA方法的应用，对冻结工程中的关键节点进行质量控制，对出现的影响水文孔冒水的只要因素进行及时分析、制定相应对策、积极执行措施。在过程中总结经验、巩固成绩，从而促进了施工水平提高,防止了相同的问题重复出现。实践证明，这种科学的质量管理模式使冻结工程水文孔施工质量控制在目标范围内，是提高全软岩地层条件下水文孔冒水率的可靠保证。

[1]王宗金.浅谈冻结孔施工技术[J].西部探矿工程,2008(2): 60-62.

[2]王宗凯,肖诗唐.质量改进的策划与实施[M].北京:中国经济出版社,2005.

TD265.3

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1004-5716(2015)05-0108-03

2014-04-25

2014-04-30

任鹏（1986-），男（汉族），河南许昌人，助理工程师，现从事冻结工程的管理和技术工作。