晋华宫掘进面工序分析与优化

李恒信

（山西大同同煤集团晋华宫矿，山西 大同 037000）

目前晋华宫煤矿巷道掘进存在掘进速度较低，采掘接替紧张，占用设备人员较多，掘进工效低，辅助运输工作量大，总体成本高等问题，另外施工工艺、工作面布置及劳动组织形式选择以及管理制度等不能适应高产高效采煤技术的迅速发展，因此，加快巷道掘进速度、提高掘进速率是急需解决的问题[1-4]，而掘进过程中施工工序的优化是解决以上问题的主要因素。本文以晋华宫煤矿为工程背景，对其施工工序进行了优化与分析，为煤矿高产、高效生产提供了一定的参考。

1 工程概况

9#层301盘区皮带巷延伸设计长度为390.5m，该巷煤层赋存稳定，结构简单，煤层厚度为1.35～1.45m，平均厚度为1.4m。煤层倾角1～5°，平均3°，巷道沿煤层顶板起底掘进。按每天完成3个循环（即掘进进尺6.0m），一年330个工作日，月平均工作30天，正规循环率85%计算。日进度=6.0×85%=5.1（m），月进度=5.1×30=153（m），掘进工期=390.5÷5.1=76.6（天），掘进准备15天，掘进撤退15天，掘进总工期=76.6+15+15=106.6天=3.6（月）。

2 工作面工序分析与改善

2.1 现场写实

选取几组数据为例来说明，如下图1～4所示。

2.2 分析及改进

以工序写实为基础，结合操作规程与实际情况，摸清综掘过程中各工艺工序的操作时间、操作方法，并全面分析、研究工时利用的情况，找出工时损失的原因，拟定改进工时利用的措施，为最大限度增加作业时间、规定工人与设备在工作日内合理的负荷量提供必要的数据。由于工序的分析过程有一部分和炮掘的分析过程一致，故而这里只选取了割煤工序和延伸皮带工序进行分析。

（1）延伸皮带工序

从测定情况来看，造成停工的人为因素主要包括以下几个方面：①因人员少，有时物料供应不上造成停机；②交接班时没有对工器具进行认真交接班，7月18日、7月19日，7月22日、7月24日锚索机各损坏一个，一直没有修好，耽误时间；③因为人数不够，7月17日、7月18日延伸皮带没有和永久支护同时进行；④为迎接领导检查停机两次，每次大约15min；⑤安监处检查，停止作业两次，每次大约10min；⑥没有及时执行点检制度，掘进机前进扯断电缆，维修花费了约60min。

图1 现场工序写实图

图2 搅锚杆时间

图3 装药+安装锚杆时间

图4 钻眼时间

（2）割煤工序

①割煤工序分析

原有的掘进机割岩方式如下图5所示。

图5 原有掘进机割岩方式

巷道截割完全，则巷道均高2.8m以上，因为高度太高无论是临时支护、钻眼、金属网连接还是塑料网连接都需要梯子，操作不便，施工不安全，且费时费力。经测算，设备、掘进机司机熟练程度也是影响掘进速度的原因。

②割煤工序改善方案

迎头工作面底部割去后先不完全清除，底部留一部分矸石作为施工平台，施工方式如下图6所示。

图6 改进后的掘进机割岩方式

下方割去后先不完全清除，因为此时巷道高度比较低，使下部煤岩作支板，利于施工安全，有利于节省时间。留取的下部煤岩在下一个循环时进行清除。

3 循环作业图的绘制

3.1 交接班、安检验收时间

根据工业工程方法研究的内容，有必要对工人的操作动作和工作时间进行标准化规范，通过班前会的培训协调每一组的时间基本一致，这样既可以提高掘进率，也可以培养工人的改进意识。改进后交接班采用对口交接的形式，包括掘进司机之间的对接（1人），电工之间的对接（1人），班长之间的对接（1人）以及设备维护工之间的对接等，在交接班的这段时间内其余人员可以进行的平行作业工序包括支护材料的准备、设备以及各种机具的准备等工作。经过多次观察发现，改进前交接班时间大约为16.6min，通过采用对口对接以及进行平行作业的改进，预计交接班时间大约在7min，大大节省了交接班的时间。

3.2 切割煤岩时间

由于切割所占用的时间较长，大约为98min，占到总循环时间的40%左右，因此可以进行优化。切割过程中经常出现停机现象，观察发现主要是由于加皮带、停电、大块矸石等因素引起的，在将加皮带工序进行平行作业、加强供电通风管理、加强培训切割司机的熟练程度后，停机时间可以大大降低，大约为85min，比原来时间减少了将近13min。在切割煤岩的这段时间内可以进行的平行作业工序有支护工人正常休息（10min）、吃饭（10min）、将支护所需物料由储存处搬运至工作现场物料暂存处（20min）、连接锚梁和钢筋网（10min）等，这些工序都是在割煤的时间段内进行的，既使工人得到了休息，又完成了支护前的准备工作。

3.3 永久支护工作时间

临时支护以后紧接着进行的工作就是永久支护，包括打锚杆锚索眼、安装顶板锚索、锚杆、刷帮、挂网等工作。经过现场观察与测量，永久支护所需的时间为72.2min左右。基本上每掘进2个循环都需要延长皮带1次，由于出勤人数的局限性，这部分工作基本没有和其他工作平行作业，而是在永久支护完成后单独进行。通过增加出勤人数，在永久支护的同时通过平行作业进行延长皮带（34min），可以节省34min。在锚杆以及帮部支护完成以后，还需要金炮王对顶部锚杆进行加固（2人），风动搅拌器（2人）对帮部锚杆进行加固，此工序大约需要5min，在这个时候，其余人员进行工作面的清理，将风钻、锚索机、风水管以及其他设备放置原处。改进后的永久支护需要的时间大致为72.2min。

4 结论

从改进前正规作业循环图我们可以看出前进3m需要220min，在正常作业的480min之内，大概可以完成两个循环，但是结合实际情况，并经过现场实测，工时利用率还是比较低，很多时候第二次循环只能前进2排，但也有时前进3排之后还能剩余一段时间，所以仍然有改进空间。经过改进使一个班组在正常作业时间内，可以掘进两个循环（3排/循环）+小循环（2排），进尺8m，比改进前提高了3m；在三八工作制下，早班需要检修，经合理安排可推进一个循环（3排），进尺为3m，每月工作25天，可推进475m。比原先的工作计划360m提高115m，通过工序优化和流程再造使得综掘工作真正达到提效、提速、减人的目的。