8218工作面掘进工序和时序的优化方案研究

2018-09-11侯岳

山东煤炭科技 2018年8期

侯岳

（大同煤矿集团宏泰矿山工程建设有限责任公司，山西大同 037003）

影响煤矿巷道快速掘进的因素主要有生产工序推动和环节不合理、生产工序时间有缺口、管理制度不完善等方面。针对燕子山矿8218工作面掘进作业中配套的管理措施和制度不到位的现状，同煤集团总公司委托宏泰矿山工程建设公司对8218工作面进行掘进工序和时序的优化设计工作，具体方案如下。

1 8218工作面掘进工序存在的问题

宏泰矿山工程建设公司对燕子山矿8218掘进工作面作业现场进行调查研究，详细了解影响掘进速度的因素，发现了交接班、割煤、临时支护、永久支护、延长带式输送机、清理工作面等作业工序存在的问题。当前8218工作面掘进存在的问题主要包括以下几点：（1）生产工序推动不合理，8218工作面主要是根据煤矿开采流程从前道工序向后道工序进行的推动式生产模式；（2）生产工序不合理，8218工作面掘进工艺工序设置常常导致开采的停顿和等待过程，因工序的难度不一，生产能力无法正常匹配；（3）生产工序时间有缺口，工序时间分配不合理，导致生产常出现时紧时松的情况，影响到了掘进速度；（4）8218工作面生产管理不到位，掘进现场工作条件差，降尘设备效果不佳，生产设备的维修管理不到位，设备故障率较高。

2 8218工作面工序和时序优化方案分析

2.1 工程概况

工作面煤层赋存稳定，煤层厚度3.88～4.29m，平均4.05m，倾角1°～3°，平均2°，属近水平煤层。夹矸为粉砂岩，厚度为0.1m，煤岩类型为光亮型，煤种为弱粘结煤，13#层距上覆15#层层间距为77.67～79.82m，平均为78.75m左右。8218工作面煤岩层综合柱状图如图1所示。

图1 煤岩层综合柱状图

2.2 工作面的工序流程

做好时间、工序和现场管理是提高巷道掘进效率的途径。根据掘进面工序分析体系的构成要素，结合掘进面的掘进流程，可以将8218工作面半煤岩划分为7个工序流程。具体为交接班→割煤→延长带式输送机→敲帮问顶→临时支护→永久支护→清理工作面。

2.3 工作面劳动组织概况

8218巷道主要采用“三八”制方式，计划每天9个循环，月进尺350m。

3 改进的工序优化方案研究

3.1 工作面掘进过程中的问题分析

3.1.1 停工因素

通过对8218工作面掘进情况的调查研究，分析停工因素中人为因素的影响主要有：（1）运料问题，作业人员少导致运料不及时造成停工；（2）锚索机故障，因交接班过程没有做好，常导致锚索机被损坏造成停工；（3）延长带式输送机问题，因作业人员不够导致个别时日延长带式输送机与永久支护无法同时进行；（4）安监处和企业领导的检查和巡查问题，因欢迎安监处和领导的检查、巡查工作而进行的停机行为。非人员因素而造成的停机主要有：大块矸石的人工排除；煤矿的停电行为等。

3.1.2 影响工序的因素

通过对相关材料的整理以及生产现场的调研，影响8218工作面掘进速度的影响因素：（1）交接班：交接班过程中，没有做好工作面的清理，导致了锚杆预紧力不够，必须找相应的工具进行维修；（2）割煤：施工方法影响着割煤的效率；（3）临时支护：敲帮问顶与搬运设备没有进行平行作业；（4）永久支护：人员分配及钻眼工具因素都能影响永久支护的速度；（5）延长带式输送机：准备悬挂钢丝绳的钢丝，输送机上附煤、碎矸石排空；（6）工作面的清理。

3.2 工序流程优化

针对工序过程中的问题，逐一分析、优化方案的设计，重新制定了工序作业步骤，保障了工艺的顺利进行，绘制了新的作业循环图，减少了作业面工作人员数。

3.2.1 交接班的优化

加强交接班时工序整改，具体为：上班期间必须做好相应的工作面清理；对于锚杆预紧力不够的问题提高惩处力度；对工具进行定制化管理措施；优化传统的人员交接班模式，实行工作面全员交接班制，既可以减少闲置时间，又能对各岗位人员实行对口交接。

3.2.2 割煤方式的优化

（1）施工方法。针对以往因巷道截割完全而造成临时支护、钻眼、金属网连接等工艺流程都存在操作不便的问题，优化了其割煤方式。在进行截割操作时，先对下方进行截割但不进行完全清除，利用下部煤岩做支板，可以有利于临时支护、钻眼、金属网连接作业，具体的截割方式如图2所示。对于留存的下部煤岩，在下一个工作循环时进行割煤。

图2 优化后的的割煤方式图

（2）设备截齿。对于设备的截齿，必须保证其工作性能，当设备截齿损坏数量达1/2时，就需要对截齿进行更换，提高掘进速度。

（3）掘进机司机。掘进机司机必须持证上岗，并加强其平时的操作技能培训，提高操作设备的熟练程度，从而提高掘进效率。

3.2.3 临时支护的优化

因敲帮问顶和临时支护有部分工作可以平行作业，考虑优化敲帮问顶的时间，让其能平行到临时支护的时间上去。具体方案为：2名技术人员在进行敲帮问顶作业时，1人进行敲帮问顶，1人进行观察操作，其余人员进行临时支护材料的准备工作，包括水管、液压水柱、钢筋网、风钻和锚索机等等，放在支护好的顶板下。

3.2.4 永久支护的优化

改善永久支护措施：（1）班前会时做好人员的调整和分配工作；（2）交班中做好钻眼等工具的检查，并对出现问题的工具及时进行维修处理，并对相应的工具进行定置化处置；（3）及时加强对风压和水压的检测；（4）检查风水管接头插销是否脱落，并及时进行处理。

考虑到没有对打眼顺序进行固定，所以在满足操作的状态下，必须规范顶板的打眼顺序，对顶板支护打眼顺序进行优化设计，具体的组织图如图3所示。

图3 顶板支护打眼顺序组织图

3.2.5 其他环节的优化

延长带式输送机的优化措施：（1）在割煤时就提前准备好W型网上钢丝拉直；（2）对延伸距离提前进行相应的计算，并预备好充足的滚子；（3）割煤结束后让带式输送机继续作业直到胶带上煤矸排净为止。

清理工作面工序改善措施：（1）为防止查找工器具浪费时间，让专人负责保管；（2）考虑将剩余材料悬挂两帮钻机旁。工作面的清理主要是为了防止大块岩石、金属物品进到掘进机系统，保障设备的安全和稳定运行。可将该工序与永久支护进行部分平行作业，主要包括水管的敷设、钻眼工具和液压点柱的搬运、剩余托盘、锚杆和编制条的回收。