义桥煤矿掘一速度之3305工作面两顺槽高效掘进纪实,义桥煤矿

义桥煤矿掘一速度之3305工作面两顺槽高效掘进纪实

3305工作面两顺槽地质条件复杂,坡度变化大,一直面临着用料多、运料远、高温高湿、托顶煤掘进、矿压明显、工种人员少和沿空送巷等重重困难。3000余米的3305工作面两顺槽对义桥煤矿掘一工区而言都是一个充满未知和遐想的挑战,正如《阿甘正传》所言“生活就像一盒巧克力,你永远不知道下一颗是什么味道”。严峻的接续形势,未知的地质条件,复杂的运输环节,残酷的现实犹如一座大山横在眼前,我们知道这一路将举步维艰。

该工程于2017年2月下旬开始施工,2017年12月初竣工,历经10个月高标准、高要求完成了掘进任务,为全矿接续赢得了时间。施工期间,掘一工区积极组织、科学安排,在安全、工程质量、现场文明生产等各个方面都有大幅度提升,走在了全矿所有掘进迎头的前列。

一、3305工作面综掘工程概况

工程设计情况:3305工作面两顺槽及联络巷是义桥煤矿2017年度生产重点工程,全长3000余米,埋藏深度为-641.3~-385.0m。巷道为矩形断面,净宽4200mm,净高3400mm,净断面面积14.28m2;荒宽4400mm,荒高3500mm,掘进断面面积15.4 m2。采用锚网索槽钢+W型钢带联合支护,地层倾角8°~22°,上山施工最大坡度21°,巷道在掘进过程中揭露大大小小断层30余条,涉及三次巷道贯通九次巷道开门,复杂的地质条件对巷道正常掘进带来极大的影响。该工程掘进期间同时自主管理的绞车最多时达到9部,皮带最多时达到8部,一车物料到迎头需动用6部绞车,出煤时要动用5部皮带,运输困难程度一目了然,地质条件复杂程度也可想而知。

工程完成情况:由于沿空送巷,托顶煤掘进,每米巷道需使用6.25根锚锁,18.5根锚杆,3.5m长槽钢与4.1m长W型钢带排距均是1.6米,铜墙铁壁似的支护强度给从未使用过W型钢带的掘一工区带来空前的挑战。开门之初,每天进尺只有8排6.4米,工区不断摸索总结,突破种种瓶颈,化解层层难关,在确保早班两小时检修、持续过断层、地质条件复杂、后巷架棚、施工单轨吊梁和施工泄压钻孔的前提下每天“四五五”组织,14排11.2米成为了常态化,每月均能较好的完成生产任务,得到了干部职工的广泛好评。

二、施工过程中的亮点和创新点

在原有综掘经验的基础之上,不断摸索前行,不断创新,在坚持中追逐希望和光明,在急难险重中凸显忠诚和奉献,3305工作面综掘工程掘进期间亮点纷呈,精彩不断。

1、掘进进尺和工效均居于领先水平。一个工区两部掘进机三个迎头八部皮带九部绞车三十余条断层,综掘迎头每班正常出勤仅有7人,空前复杂的地质条件和急缺的工种人员,决定了施工的难度和进度,在大坡度、大断面和极其严峻的地质条件下,3000余米的巷道仅用时10个月便安全顺利竣工,工效和进尺均居于领先地位,得到矿领导和职工的的肯定和好评。

2、优化组织工艺,坚持正规循环作业两个综掘顺槽刚开始掘进时,为了抢进尺,根据现场条件接什么工序干什么活,由于班组干劲十足,一门心思放在安全掘进上,对班组创造条件、工程质量和现场标准化建设重视不足,留下不少尾活。经过工区摸索总结,结合实际工作量,班定尺日定量,每班正规循环作业,交接支护材料和跑道,通过验收奖罚机制督促班组之间相互创造条件,相互补台弥补短板,干多少成多少,成多少得多少,从而减少班组之间的扯皮现象,避免了班组交接不清遗留隐患的弊端,确保班组能够集中精力保安全、稳接续,通过坚持正规循环作业实现了进尺和现场标准化齐头并进的良好局面。

3、改进前探梁吊环,增加临时支护安全系数。原有前探梁适合炮掘工艺,每个循环都需要回撤前探梁,显然无法适应快速掘进。工区积极采取措施,由原日字型吊环优化为口子型吊环,由直径18mm的螺纹钢和厚度10mm钢板加工制成,上端为中间带螺帽的钢板,安装时固定在顶板锚杆上,下端为两头带螺帽的钢板连接螺纹钢,用来支撑和调节前探梁。在顶板连续平整时,截割下一循环后,在前探梁前方,安装一组吊环,卸下前一组吊环的下端钢板,将前探梁直接穿进新安装吊环,使用此类吊环,前探梁一直固定在顶板上,可以避免反复回撤前探梁,增加了安全系数,又 一定程度上减少了循环耗时。

4、优化支护参数,掘进提质提效取得显著成效。3305工作面胶带顺槽掘进至导线点X15-X18点之间时,煤层变薄,顶板趋于稳定,锚杆深入稳定围岩,工区主动与业务部门沟通协调,在顶板完好的情况下最大截割排数变更为3排,最大空帮变更为6排,克服了退机、反复扫底及拉移风水管路占用工时太多的瓶颈,既降低了职工劳动强度又简化了工序极大的节约了工时,为安全生产赢得了时间。同时,还从悬吊理论入手,计算选择出最优的锚索排距和锚杆间排距,原设计锚杆间排距800×800mm,锚索排距1600×1600mm,将锚杆间排距优化为900×900mm,锚索排距优化为2700mm,循环进尺也由1.6米提高到1.8m,通过优化支护参数不但降低了每米锚杆、锚索及锚网消耗量,更提高了单循环进尺,真正的将“向技术革新要效益”的举措落到了实处。

5、创造性的开辟周转车场,安全生产原动力显著增强。3305工作面掘进期间锚杆种类最多时有5种,一个圆班需消耗锚杆450余根,锚索80余根,3.5m长直槽钢20多根,每天都需要入井20余车生产用料,只有迎头上有用料,车场有存料,路上有周转料才能确保迎头粮草不断。面对快速掘进、物料消耗快和绞车提运距离的限制等难题,工区结合现场地质条件,

扩帮、起底施工了5个周转车场;由于对拉绞车安全系数低,运行时需用工种多,在揭露断层时,工区提前谋划走平巷或微上掘进,及时调整施工坡度,化解了煤层起伏不定的瓶颈。3305工作面胶带顺槽掘进到位后,在切眼门口安装一部JD-4绞车,替换下两部JD-1.6绞车,最大程度缓解了运输压力。

6、综掘过断层工艺趋于成熟,掘进加速度明显提高。3305工作面两顺槽掘进期间揭露大大小小断层30余条,其中落差大于2.5m的断层有15条,落差大于5m的断层有4条,落差最大的一条断层落差高达9.5m,平均每月过断层3条,积累出丰富的过断层经验。例如在揭露地垒或地堑构造时,先错上后错下或者先错下再错上,巷道坡度起伏较大,如果仅仅是为了找煤跟煤,那么掘进机二运以及皮带势必受到巷道坡度的限制难以运行,不是压机尾就是漂带,在定坡度掘进的前提下,根据煤层倾角、揭露厚度提前变缓变平施工坡度,为后续施工提供了便利;掘进机最大攀爬坡度是17度,施工至导线点X20点前46m时,揭露FJ-3305-15断层,落差9.5m,工区通过铲板向下铲煤的形式不断抬高掘进机高度,以便于掘进机不断爬坡,最终掘进机成功攻破了24°的大坡度上山。过断层及地质构造带破硬度较大的岩石时,采取先放震动炮松散岩石的措施辅助掘进机截割,过断层的工艺都趋于成熟,为掘进机快速掘进奠定了坚实的基础。

7、超前地质预控预报,为安全生产导航。3305工作面轨道顺槽沿空送巷托顶煤掘进,与3303工作面胶带顺槽间隔煤柱6m,虽然一些断层的倾角和走向不一致,一些断层也没有在素描图上显示,但地质条件基本相似,工区根据3303工作面胶带顺槽素描图,提前判定“前行路上”的地质构造以便调整施工坡度,为巷道快速掘进披荆斩棘,提供技术保障。例如,导线点Z6前81m处揭露断层FJ-3303-07断层,错上断层,落差7m,该处巷道托顶煤约2.4m,工区根据地质素描图,在Z6点前60m处施工至煤层顶板,之后沿煤层顶板掘进至断层,之后再按16°上山施工。提前施工至煤层顶板,相对减小了断层落差,降低了破岩量,比常规过断层提前一周通过断层,得到职工的一致好评。

8、创新提效立新功,为安全生产添光加彩。受罐笼尺寸限制,2.5米长锚杆不能大量入井,只能装矿车少量入井,既增大副井提升压力,又严重制约迎头快速掘进。工区从悬吊理论入手,结合罐笼尺寸,选取2.4米长锚杆,并加工专用锚杆盒子车,确保了又好又快运输。传统钻杆1米长,安装2.4米长锚杆,需循环更换使用三根钻杆,浪费工时,工区积极与厂家协商,制作出1.2米长钻杆,安装一根2.4米长锚杆少更换一次钻杆,平均每打设一根锚杆节约工时2分钟,极大的提高了工效,受到了职工的好评。由于轨道顺槽沿空送巷,帮部位移明显,为了增大锚索受力面积,工区使用14#槽钢下脚料加工成长0.5m,中间割眼的加强托,配合锚锁矩形托盘进行支护,槽钢长边平行顶底板布置,与帮部W型钢带呈“纵横交错”布置,从而提高支护强度。原设计一个圆形锚索托盘50元钱,而矩形托盘+槽钢不足30元钱,一条1400余米的3305工作面轨道顺槽累计节约4万余元。掘进机截割岩石时,第一运输机极易卡链,每个班最多时要处理5次,既影响工时又损耗设备,更重要的是溜子不转蔓延负能量影响职工情绪,采用旧刮板焊在溜子刮板上形成“梳齿”,溜子运转时可以像梳子一样,将塞在溜槽间的岩泥刮净,一定程度上降低了循环工时,尤其是在频繁过断层的情况下效果更为明显。以前掘进机前进后退时至少安排2人专门看护电缆,工区利用铁串小滑车与钢丝绳配合牵引电缆,掘进机前进后退时均能随着钢丝绳牵引弯曲和伸长,不再需要安排专人看护,不但解放了生产力更避免了磨损电缆的现象。由于皮带运输战线长,巷道起伏不定,极易跑偏掉煤,通过14#槽钢将回收的旧皮带铺设在运输皮带之上,在巷道变坡处架设,既减轻了漂带现象又解决了皮带跑偏洒煤的问题。

9、创新验收制度,为安全生产劈荆斩刺。掘一工区根据综掘工艺及实际工作量,制定符合实际的进尺上台阶综掘验收标准,将综掘工艺各个工序量化成循环系数,由原来的减分制验收改变为现在的加分制验收,干什么活得什么分,将划分额度向综掘倾向,例如3305轨道顺槽超过5排,额外奖励400分,四排以下每米进尺250分,超过四排每米进尺300分等,调动干部职工抢干,敢干积极性,这一办法在遇地质条件变化、职工情绪低落时起到了破冰突围的作用,几度扭转了战局。工分台账阳光公示,让职工清楚一天所得,质量监督员每天升井后必须将班组当班所得填在台账上,班长第二天班前会前必须按劳进行划分,确保职工多劳多得,从而保证职工带着愉悦心干工作。改变以前的进尺优胜制为循环个数优胜制,公示班组循环个数及进尺,月底进行汇总,对于每个迎头循环个数最高的班组,给予工分上浮10%的奖励,由于早班需进行检修,最低班组不再处罚,该举措极大的调动了班组比学赶超的积极性。同时还实行超额完成任务奖分制,工区月初区务会上明确提出超额完成生产任务在基本工作量得分的基础上累加400分,而且这400分的分配形式由班组自由决定,既可以按比例平摊到班组职工身上又可以以“犒劳三军”的形式班组聚餐凝聚班组合力,这一办法极大的提升了班组凝聚力,为又好又快接续打下了坚实的制度基础。

10、加强工程质量过程管控,为安全生产锦上添花。为了加强工程质量管控,解决“扣工作量不在乎,安排工作不落实”的弊端,每个月给质量监督员600分罚分指标,对于工程质量问题直接落实到责任人,“鞭子抽到身上自己疼”,工程质量得到大幅提升。同时为了避免相同问题重复出现的现象,工区建立质量监督员、技术员微信群,每班质量监督员升井后必须在群内汇报当班情况、下一班需注意事项和亟待解决问题确保工程质量动态达标不失控。为了提升班组管理人员对工程质量的重视程度,研讨制定了工程质量挂罚机制,例如巷道超挖0.3m降低班组长、跟班副区长0.1的吃分系数,超挖0.4m降低班组长、跟班副区长0.2的尺分系数,以此类推。由于巷道掘进受顶板水影响,除在顶板淋水处搭设雨搭以外,还用回收的废旧皮带铺设水沟,避免水冲巷道,同时也避免了煤矸被水流带进水仓的弊端,有效解决了水仓淤堵难题。同时为了加强工程质量过程管控,工区根据新版《安全生产标准化评分办法》制定了符合现场生产实际的班组质量检查本、工程质量巡回检查记录本,每班必须检查,并由当班跟班区长和安检员签字,将工程质量终身负责的高压态势始终贯穿各个工序各个环节,正所谓“有责任就有动力”,在各级管理人员及全工区的共同努力下,形成了齐抓共管的高压态势,3305工作面两顺槽月底验收时,月月创水平,巷道工程月月被评为优良品。

11、多措并举除尘降尘,改善职工作业环境。众所周知,掘进机截割煤层时,煤尘极大,工区积极采取措施,在掘进机上安设一台KCS-100D除尘风机,吸风口距掘进机司机操作台不大于5m,最大限度的降低尘毒对职工的伤害。同时,掘一工区还使用窗纱配合全断面喷雾做成防尘水帘,截割作业时打开全断面喷雾形成水帘,既可以降低煤尘浓度又可以净化空气;而且工区使用液压枪把手,加工成半自动喷雾装置,安设在各转载点,在溜煤的作用下碰撞液压枪把手阀门形成喷雾降低煤尘。为增加降尘力度,在原有手动全断面喷雾的情况下,在皮带机尾100m范围内安设两道全自动喷雾装置,出煤时洒水,通过多种降尘方式,作业环境焕然一新,得到职工的广泛好评。

12、加大机电辅助管理,为安全生产添砖加瓦。在掘进机后紧跟一部稳车,借助掘进机前行或履带空转来牵引稳车,由稳车再根据现场铺道情况拉移绞车,最大限度的形成运输系统,从而缓解职工运料压力,同时还在工区人员紧张的情况下,工区深入班组摸索工种配备情况,抽调6人搞运输,专供3305工作面综掘顺槽迎头,确保迎头“粮草”充足,为不断创新水平供给强劲动力。再者,工区超前谋划,在井上井下备足配件及特殊支护材料等,力争做到配件更换全程“有备无患”,确保早班两小时检修时间,同时要求掘机维修人员留矿“听诊”一旦掘进机出现故障立即下井抢修,避免了掘进机因故障而影响进尺。

13、现场跟靠分段承包,为安全生产保驾护航。面对3305工作面顺槽掘进时间紧张、条件艰苦等困难,工区领导班子靠前指挥,井上班前会画图讲解,井下深入现场指挥。攻坚克难时期,区长、书记、技术员必须双跟班,并且对工程质量和质量标准化进行分段承包,全程跟靠负责,通过承包,现场质量标准化建设及安全管理水平均取得突破式提高,通过重点跟靠,3305工作面两顺槽三次贯通,均实现了零误差。遇断层、地质构造带时,工区管理人员紧靠迎头鼓舞士气,积极对掘进机掘进技术进行总结,将好的经验做法现场传达、落实到下一个生产班组,避免出现重复性问题,质量标准化建设更加出彩。在3303工作面切眼下端头存在深度约4.2m的稳车硐室,与3305工作面轨道顺槽间隔煤柱约1.8m,未知的瓦斯、顶帮情况,给掘进工作带来极大的挑战,区长、书记和技术员现场跟靠,根据采掘平面图和探测孔情况采取有效措施,距离切眼稳车硐室外帮约7.6m时,循环进尺变更为0.8m,待本循环顶帮均支护后方可进入下一循环施工,每施工一排锚杆,巷道向左偏移0.15m。截割头进刀时躲开右帮1m以上,截割后使用风镐或手镐按线刷大,防止右帮超挖。偏移施工5.6m累计向左平移1.2m后,继续按原方位施工约9m(穿过3303工作面切眼稳车硐室里帮2m),再施工5.6m累计向右平移1.2m后继续按原方位角施工,通过巷道逐排偏移并对偏移段采取喷浆封闭的手段防止有毒有害气体泄漏,确保了安全顺利通过稳车硐室。

13、创造性回收复用,节支降耗有声有色。掘进机使用的液压油性能要求较高,作业1000小时后就要更换3桶新液压油,每桶大约1000元钱,工区机电维修人员发现更换的旧液压油完全能够满足风钻使用,便将旧液压油抽出再使用,一定程度上节约了油脂消耗。由于巷道坡度变化较多、较大,皮带出煤矸极易撒落,甚至有可能飞抛伤人,原防跑矸装置造价既高而且效果不明显,工区经过多次实践和试验,将旧皮带用铁丝固定在皮带架腿支架上,根据皮带撒煤距离截取旧皮带铺设在运转皮带之上,使用此方法不但使用回撤的旧皮带造价低而且效果非常好,该办法已经推广运用到四采区其它迎头。

14、“谈冲色变”成往事,主动出击保安全。

3305工作面两顺槽掘进期间一直受冲击地压的影响,铜墙铁壁似的支护强度,严密无缝的防崩铁丝,捆绑牢固的设备物料和边掘边打的泄压钻孔时时刻刻提醒我们要心存敬畏。刚开始时,频繁的煤炮,响似闷雷,声如“劈裂”,掉渣掉矸仿佛断了线的珠子,扬起满巷的粉尘,职工们心生畏惧,一度谈“冲”色变。工区管理人员一边通过周二学习日、微信群、多媒体电视和微信公众号加强冲击地压理论学习,一边下井解决问题鼓舞士气。尤其是在3305工作面轨道顺槽外段反掘与外段正掘贯通期间,受3303工作面采空区顶板垮落不充分的影响,在掘进过程中,顶板及两帮压力大、变形大,煤炮频繁,煤炮声大,矿压显现明显,工区立即采取措施,停止迎头掘进,从迎头向外150m施工卸压钻孔。在掘进过程中,卸压钻孔紧跟迎头,滞后迎头不大于5m,发现钻孔塌孔,及时加密钻孔或对塌孔的钻孔进行复孔。过快的掘进速度容易造成应力叠加,形成应力集中,从而诱发冲击地压,在过断层和贯通期间,及时降低掘进速度,使应力能够有时间得到释放。同时还加强围岩变形观测,每班安排专人对巷道进行巡回检查,对于顶板离层严重,围岩变形大的地方采用补打锚索或架棚的方式控制围岩变形。

15、战酷暑聚人心,以人为本克难关。由于距离井口远,巷道断面大,在夏季,巷道环境高温高湿,一个班全身都湿漉漉的,靴子里都是水,迎头上热,大巷里冷,真的是冰火两重天,大部分职工都是满身的痱子和湿疹,职工们情绪一度低落,我们采取了饮用水超前供应、井下防暑药品配备齐全等措施,再加上矿上下发高温补助和爱心雪糕,极大的调动了职工破冰前行的热情。面对职工低落的情绪,工区只有通过“和谐”的管理,来给职工营造一个舒心的环境,让职工们带着感恩的心和愉快的心干工作,感恩可以使人在“得到”上知足,在“付出”上更加无私,我们工区所有职工合心合力合拍、能干苦干肯干,在攻坚克难中没有一个人拖后腿、掉链子,更没有人有怨言发牢骚,感冒发烧从不下战线。通过3305工作面的攻坚克难、爬坡过坎和工区“和谐文化”建设,形成了以“风钻”精神(一旦选准眼孔,不达目的不罢休)、“单体”精神(能升能降关键时候能承载压力)和“三不相信”精神(不相信有完成不了的任务,不相信有克服不了的困难,不相信有战胜不了的地质条件)为主题的掘一精神,干部职工精神面貌饱满昂扬,抢着干争着干已然成为主流意识,为工区各项管理上台阶创水平凝聚了强大正能量。

16、齐心协力谋接续,勇挑重担当先锋。每月召开区务会讲安全形势、讲接续大局,分解任务制定目标,统一思想统一步骤,确保“保安全稳接续”的浓厚氛围始终贯穿在迎头作业点和职工心中。半月一总结,统计每天每班循环个数和进尺,对各类影响进行深入剖析和对比,并限时定人进行整治提升,最大限度的避免人为影响,确保相同问题不重复出现。和谐的班子出战斗力,每天召开班子会议,传达调度会精神要求,捋思路、排工序、调骨干、定目标,确保事事共担责,人人思接续,时时保安全,安全生产动态达标不失控。

 作者:汶上义桥煤矿有限责任公司张经龙

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