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摘 要：针对目前矿井二期工程的巷道快速施工问题，提出应从总体和局部两个方面进行优化组织和管理。根据井筒提升能力、巷道断面大小和平均进尺，通过计算确定出可同时施工的工作面数，并随着工程的推进，不断地进行优化安排。适当控制管理人员的下井数量，统筹规划各类人员的下井时间，使材料、设备和人员达到平衡来提高工效。根据施工速度通过计算确定矿车的需用量，确保工作面需要的空车数量，并通过合理布置运输线路等措施提高矿车的利用率。在总体优化的基础上，尽量加大设备投入，提高施工机械化程度。通过实测工序时间，制定出切实可行的循环图表，并坚持正规循环。不断提高工人的操作技术水平和施工队的组织管理水平，实时优化组织和管理，方能实现巷道工程的快速施工，缩短建井工期。
关键词：快速施工；施工组织；施工优化
中图分类号：TD26文献标识码：A 文章编号：1672-1098(2011)01-0032-05
Discussion on Organization Optimization of Roadway Rapid Excavation in Second Construction Period of Mine
JIANG Yu-song，CHEN Li-hua, FU Ju-gen
(School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)
Abstract: Aiming at rapid construction in second construction period of mine, global and local optimization of organization and management of construction was proposed. simultaneous excavation working face number was determined by calculation based on hoisting capacity of shaft，roadway section size and average advance of working faces, and optimized with progress of engineering. Work efficiency improvement can be achieved by proper control of management staff underground mine, overall planning time of various personnel going into underground of mine, to work must be plan as a whole. The material, equipment and personnel needing drift construction make balance among materials, equipments and personnel. The required number of mine car is determined by calculation based on construction rate, to ensure supply of empty car needed in working face, and improve utilization rate of mine car by rational arrangement of transportation routes and other measures. On the basis of the overall optimization, try to increase equipment investment to improve the construction mechanization. The feasible circle diagrams is developed by measuring working procedure time in working face，and regular cycle must be persisted. Continuously improve technical level of workers and organization and management level of construction team, real-time optimization of organization and management in order to achieve rapid construction of roadway and shorten construction period.
Key words:quick construction；construction organization；construction optimization
新矿井建设中，全部井巷工程按施工时间大致分为三个施工期：井筒为一期；井底车场巷道、硐室及主要运输巷道为二期；采区为三期。二期工程是在井筒到底并贯通后全面展开，工程量大，岩石巷道（硐室）多，加快本时期工程的施工速度，对于缩短建井工期具有重要意义。但是，从近些年看，尽管施工机械化水平有了很大提高，而巷道的施工速度却不是很高。从施工技术难度来说，立井是最大的，巷道相对要容易得多。而目前，立井月进百米已是轻而易举，巷道月进尺却始终徘徊在70~80 m左右，甚至更低。其原因何在，笔者特对此进行了一段时间的现场施工实践测试和调查研究。
提高巷道施工速度是一个十分复杂的问题，它既受施工队伍、巷道条件、机械化程度等局部因素的直接影响，也受全矿总体系统的制约，与全矿井的宏观条件，如提升能力、车场调度运输方式和能力、压气供应、通风、机电维修能力、材料供应、管理模式等息息相关、密不可分。俗话说，三分技术七分管理（组织），对于矿井二期工程前期施工而言不无道理。现场调查研究表明，巷道掘进速度低，既有技术问题也有管理问题，但更主要的还是管理问题，包括全矿性的整体管理和工作队的局部管理。在施工组织与管理方面，缺乏科学化、精细化、数量化，是影响工程进度的主要症结所在。
1 整体优化组织与管理
1.1 统筹安排工作面数
矿井二期工程期间，井底车场及硐室工程、主要运输和通风巷道工程等全面展开，井下工作面多，施工队伍多，出矸量大，而此时各个井筒又往往需要进行交替装备施工。因此，井筒提升能力不足的矛盾最为突出，成为制约巷道掘进速度的重要因素。要解决这个问题，首先对整个矿井进行施工组织优化与管理。
井筒到底、工作面全面拉开之后，虽然具备了多工作面同时施工的条件，但绝非工作面越多越好、越多越快。不能为了所谓赶工期，盲目地大量增加施工队伍。要根据提升能力、材料供应等能力进行合理的、科学地优化安排，增加队伍不可过多过快，否则就会“欲速则不达”。井下同时施工的工作面数要根据提升能力来确定，在用临时罐笼提升时，应根据井底车场施工的巷道断面大小、每班的掘进进尺和临时罐笼每班能达到的矸石提升量计算同时施工的工作面数［1］372。
承包模式的改变一定程度上阻碍了机械化程度的提高。施工单位不仅不愿多投资或投资不起，这或许是近几年我国施工速度没有新的突破的重要原因。
因此，建设单位应在整体优化的基础上，提高施工单位的单头进度指标，迫使施工企业必须加大设备投入，提高机械化作业线水平。当企业不愿多投入或难以承受高额投入时，则应采用建设单位购置、施工单位租赁的方式解决。
2.2 科学制定循环图表
循环图表是进行正规循环的主要依据，应结合施工作业方式、施工队伍水平、施工设备、工作量，开展工序工时实测［3］。通过实际测试和统计，科学合理确定各工序的时间。笔者在进行某巷道快速施工课题研究时，对施工中的一些主要工序用时进行了实地记录和统计(见图1)。该巷道采用短段掘喷作业方式，每放一次炮，便立即进行拱部初锚网喷，然后进行钻眼爆破工作，两帮支护及二次复喷在移动耙矸机期间进行。每班1茬炮，循环进尺2 m。根据统计，施工顶部锚杆、挂网、钻上部炮眼时间最长，一般为120～240 min，平均为180 min左右;喷拱部混凝土的时间大多在50～80 min之间，平均约为60min;工作面倒矸时间在50～100 min之间，一般需要70 min左右;打下部眼一般40～60 min，平均需50 min左右;装药连线时间多数为70～80 min，平均约为75 min。循环图表应按各工序的平均时间进行编制。
图1 部分工序时间分布
2.3 提高施工技术水平
掘进技术水平直接影响施工速度，主要体现在钻眼爆破上，应大力推广采用中深孔爆破。在采用气腿式凿岩机时，孔深宜为2.2～2.5 m的中深孔爆破，并保证炮眼利用率达到85％以上。为此，应做到以下几点:
1) 保证炮眼深度达到设计要求。一要保证有足够的钎杆长度，钎杆总长度要比孔深长300 mm左右;二要充分利用钎杆的长度，钎杆要打头。
2) 保证掏槽质量。要合理选择掏槽形式和参数［4-5］。要确保掏槽眼比其它眼深200 mm，掏槽眼必须用专门的长钎杆钻凿，不能怕麻烦而不更换钎子。如果所有炮眼都采用同样长度的钎子，在采用斜眼掏槽时，掏槽眼不仅不能加深，反而要比其它眼浅，根本保证不了爆破效果。
3) 保证足够的钻机数量。多台钻机同时钻眼是经实践证明行之有效的缩短钻眼时间、增加循环次数的措施。尤其是大断面情况下，更为多台机同时作业提供了有利条件。在掘进断面15～22 m2的巷道中，工作面应至少保证有4～6台钻机同时工作。另外，应尽量采用效率较高的凿岩机，如YT-28型等。
4) 保证装药和炮泥填塞质量。炮眼要冲洗干净，炸药保证装到孔底;炮泥保证封堵充满、密实。
2.4 加强施工组织管理
1) 严格实行工作面交接班制度。正常循环时，一般应在交接班时点炮。接班人员按点到达工作面，利用爆破通风时间进行工作交接。每班的班长、各岗位的工人，都要对口交接，要做到交任务、交措施、交设备、交安全，使工作面能及时连续作业。到工作面后要积极主动，挣分夺秒，抢时间，赶进度。
2) 实行多工序交叉平行作业，抓住有利时机快速出矸。快速施工中，一般难以专门安排过多的装岩时间，必须见缝插针地抓紧各种可利用的时间，与其它工序平行进行，尤其是打下部炮眼时，是装岩的最佳时间，必须仅仅抓住，并要提前为出矸创造有利条件。其它工作应在保证不耽误出矸的情况下合理安排。
3) 坚持正规循环。通过实测确定各工序时间，科学制定循环图表，严格按循环图表进行考核，节时奖励，超时处罚。
4) 保证人力，合理调配，搞好协作。实行综合工作队组织，将所有人员分为迎头组和后勤组，迎头组负责钻炮眼和锚杆眼、安装锚杆、装药连线、喷射混凝土、倒迎头矸石；后勤组负责推车、开装岩机、卸料、拌料、搓炮泥、运材料、接长管路等。人员数量要根据直接工效进行配备。迎头和后勤人员要统一指挥，并且相互协作与配合。
3 结语
矿井施工是一项复杂的系统工程，它由若干个子系统组成，要使系统能够有效运行，必须既要考虑局部子系统的优化，也要考虑全局性的整体优化。所以，在进行二期工程施工时，必须结合具体情况，对工程总体进行组织和管理优化，从提升、运输等环节对人力、物力进行统筹规划，并随着工程的进展不断进行优化;对局部进行技术与工艺优化，从技术角度对机械设备、技术工艺等方面加强科学管理。只有这样才能达到总体效益最佳的目的，才有望实现巷道工程的快速施工，缩短建井工期。
参考文献：
［1］ 董方庭，姚玉煌，黄初，等. 井巷设计与施工［M］. 徐州：中国矿业大学出版社，1994:370-374.
［2］ 朱柏石，石维明，马云东. 矿井建设施工优化设计［M］. 沈阳:东北大学出版社，1993:63.
［3］ 王劲红，王厚良，王忠禹. 大断面快速施工在离石隧道的应用［C］／／矿井建设工程技术新进展-2009全国矿山建设学术会议文集. 合肥:合肥工业大学出版社，2009: 598-601.
［4］ 李四辈，张舒畅，田运生. 中深孔光面爆破在新三矿快速掘进中的应用［J］. 煤炭科学技术，2005(8):18-20.
［5］傅菊根. 井巷掘进爆破炮眼利用率的影响因素［J］. 爆破器材，1998(3):26-29.
［6］何清江，金海城. 实现岩巷综合机械化快速施工的几点探索［C］／／矿井建设工程新进展-2006全国矿山建设学术会议文集. 徐州:中国矿业大学出版社，2006:512-516.
［7］任建民，倪保刚. 发挥综合机械化优势，实现岩巷快速掘进［C］／／矿井建设工程新进展-2006全国矿山建设学术会议文集. 徐州:中国矿业大学出版社，2006:517-521.
(责任编辑：何学华，吴晓红)
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关键词：快速施工；施工组织；施工优化
中图分类号：TD26文献标识码：A 文章编号：1672-1098(2011)01-0032-05
Discussion on Organization Optimization of Roadway Rapid Excavation in Second Construction Period of Mine
JIANG Yu-song，CHEN Li-hua, FU Ju-gen
(School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhui 232001, China)
Abstract: Aiming at rapid construction in second construction period of mine, global and local optimization of organization and management of construction was proposed. simultaneous excavation working face number was determined by calculation based on hoisting capacity of shaft，roadway section size and average advance of working faces, and optimized with progress of engineering. Work efficiency improvement can be achieved by proper control of management staff underground mine, overall planning time of various personnel going into underground of mine, to work must be plan as a whole. The material, equipment and personnel needing drift construction make balance among materials, equipments and personnel. The required number of mine car is determined by calculation based on construction rate, to ensure supply of empty car needed in working face, and improve utilization rate of mine car by rational arrangement of transportation routes and other measures. On the basis of the overall optimization, try to increase equipment investment to improve the construction mechanization. The feasible circle diagrams is developed by measuring working procedure time in working face，and regular cycle must be persisted. Continuously improve technical level of workers and organization and management level of construction team, real-time optimization of organization and management in order to achieve rapid construction of roadway and shorten construction period.
Key words:quick construction；construction organization；construction optimization
新矿井建设中，全部井巷工程按施工时间大致分为三个施工期：井筒为一期；井底车场巷道、硐室及主要运输巷道为二期；采区为三期。二期工程是在井筒到底并贯通后全面展开，工程量大，岩石巷道（硐室）多，加快本时期工程的施工速度，对于缩短建井工期具有重要意义。但是，从近些年看，尽管施工机械化水平有了很大提高，而巷道的施工速度却不是很高。从施工技术难度来说，立井是最大的，巷道相对要容易得多。而目前，立井月进百米已是轻而易举，巷道月进尺却始终徘徊在70~80 m左右，甚至更低。其原因何在，笔者特对此进行了一段时间的现场施工实践测试和调查研究。
提高巷道施工速度是一个十分复杂的问题，它既受施工队伍、巷道条件、机械化程度等局部因素的直接影响，也受全矿总体系统的制约，与全矿井的宏观条件，如提升能力、车场调度运输方式和能力、压气供应、通风、机电维修能力、材料供应、管理模式等息息相关、密不可分。俗话说，三分技术七分管理（组织），对于矿井二期工程前期施工而言不无道理。现场调查研究表明，巷道掘进速度低，既有技术问题也有管理问题，但更主要的还是管理问题，包括全矿性的整体管理和工作队的局部管理。在施工组织与管理方面，缺乏科学化、精细化、数量化，是影响工程进度的主要症结所在。
1 整体优化组织与管理
1.1 统筹安排工作面数
矿井二期工程期间，井底车场及硐室工程、主要运输和通风巷道工程等全面展开，井下工作面多，施工队伍多，出矸量大，而此时各个井筒又往往需要进行交替装备施工。因此，井筒提升能力不足的矛盾最为突出，成为制约巷道掘进速度的重要因素。要解决这个问题，首先对整个矿井进行施工组织优化与管理。
井筒到底、工作面全面拉开之后，虽然具备了多工作面同时施工的条件，但绝非工作面越多越好、越多越快。不能为了所谓赶工期，盲目地大量增加施工队伍。要根据提升能力、材料供应等能力进行合理的、科学地优化安排，增加队伍不可过多过快，否则就会“欲速则不达”。井下同时施工的工作面数要根据提升能力来确定，在用临时罐笼提升时，应根据井底车场施工的巷道断面大小、每班的掘进进尺和临时罐笼每班能达到的矸石提升量计算同时施工的工作面数［1］372。
承包模式的改变一定程度上阻碍了机械化程度的提高。施工单位不仅不愿多投资或投资不起，这或许是近几年我国施工速度没有新的突破的重要原因。
因此，建设单位应在整体优化的基础上，提高施工单位的单头进度指标，迫使施工企业必须加大设备投入，提高机械化作业线水平。当企业不愿多投入或难以承受高额投入时，则应采用建设单位购置、施工单位租赁的方式解决。
2.2 科学制定循环图表
循环图表是进行正规循环的主要依据，应结合施工作业方式、施工队伍水平、施工设备、工作量，开展工序工时实测［3］。通过实际测试和统计，科学合理确定各工序的时间。笔者在进行某巷道快速施工课题研究时，对施工中的一些主要工序用时进行了实地记录和统计(见图1)。该巷道采用短段掘喷作业方式，每放一次炮，便立即进行拱部初锚网喷，然后进行钻眼爆破工作，两帮支护及二次复喷在移动耙矸机期间进行。每班1茬炮，循环进尺2 m。根据统计，施工顶部锚杆、挂网、钻上部炮眼时间最长，一般为120～240 min，平均为180 min左右;喷拱部混凝土的时间大多在50～80 min之间，平均约为60min;工作面倒矸时间在50～100 min之间，一般需要70 min左右;打下部眼一般40～60 min，平均需50 min左右;装药连线时间多数为70～80 min，平均约为75 min。循环图表应按各工序的平均时间进行编制。
图1 部分工序时间分布
2.3 提高施工技术水平
掘进技术水平直接影响施工速度，主要体现在钻眼爆破上，应大力推广采用中深孔爆破。在采用气腿式凿岩机时，孔深宜为2.2～2.5 m的中深孔爆破，并保证炮眼利用率达到85％以上。为此，应做到以下几点:
1) 保证炮眼深度达到设计要求。一要保证有足够的钎杆长度，钎杆总长度要比孔深长300 mm左右;二要充分利用钎杆的长度，钎杆要打头。
2) 保证掏槽质量。要合理选择掏槽形式和参数［4-5］。要确保掏槽眼比其它眼深200 mm，掏槽眼必须用专门的长钎杆钻凿，不能怕麻烦而不更换钎子。如果所有炮眼都采用同样长度的钎子，在采用斜眼掏槽时，掏槽眼不仅不能加深，反而要比其它眼浅，根本保证不了爆破效果。
3) 保证足够的钻机数量。多台钻机同时钻眼是经实践证明行之有效的缩短钻眼时间、增加循环次数的措施。尤其是大断面情况下，更为多台机同时作业提供了有利条件。在掘进断面15～22 m2的巷道中，工作面应至少保证有4～6台钻机同时工作。另外，应尽量采用效率较高的凿岩机，如YT-28型等。
4) 保证装药和炮泥填塞质量。炮眼要冲洗干净，炸药保证装到孔底;炮泥保证封堵充满、密实。
2.4 加强施工组织管理
1) 严格实行工作面交接班制度。正常循环时，一般应在交接班时点炮。接班人员按点到达工作面，利用爆破通风时间进行工作交接。每班的班长、各岗位的工人，都要对口交接，要做到交任务、交措施、交设备、交安全，使工作面能及时连续作业。到工作面后要积极主动，挣分夺秒，抢时间，赶进度。
2) 实行多工序交叉平行作业，抓住有利时机快速出矸。快速施工中，一般难以专门安排过多的装岩时间，必须见缝插针地抓紧各种可利用的时间，与其它工序平行进行，尤其是打下部炮眼时，是装岩的最佳时间，必须仅仅抓住，并要提前为出矸创造有利条件。其它工作应在保证不耽误出矸的情况下合理安排。
3) 坚持正规循环。通过实测确定各工序时间，科学制定循环图表，严格按循环图表进行考核，节时奖励，超时处罚。
4) 保证人力，合理调配，搞好协作。实行综合工作队组织，将所有人员分为迎头组和后勤组，迎头组负责钻炮眼和锚杆眼、安装锚杆、装药连线、喷射混凝土、倒迎头矸石；后勤组负责推车、开装岩机、卸料、拌料、搓炮泥、运材料、接长管路等。人员数量要根据直接工效进行配备。迎头和后勤人员要统一指挥，并且相互协作与配合。
3 结语
矿井施工是一项复杂的系统工程，它由若干个子系统组成，要使系统能够有效运行，必须既要考虑局部子系统的优化，也要考虑全局性的整体优化。所以，在进行二期工程施工时，必须结合具体情况，对工程总体进行组织和管理优化，从提升、运输等环节对人力、物力进行统筹规划，并随着工程的进展不断进行优化;对局部进行技术与工艺优化，从技术角度对机械设备、技术工艺等方面加强科学管理。只有这样才能达到总体效益最佳的目的，才有望实现巷道工程的快速施工，缩短建井工期。
参考文献：
［1］ 董方庭，姚玉煌，黄初，等. 井巷设计与施工［M］. 徐州：中国矿业大学出版社，1994:370-374.
［2］ 朱柏石，石维明，马云东. 矿井建设施工优化设计［M］. 沈阳:东北大学出版社，1993:63.
［3］ 王劲红，王厚良，王忠禹. 大断面快速施工在离石隧道的应用［C］／／矿井建设工程技术新进展-2009全国矿山建设学术会议文集. 合肥:合肥工业大学出版社，2009: 598-601.
［4］ 李四辈，张舒畅，田运生. 中深孔光面爆破在新三矿快速掘进中的应用［J］. 煤炭科学技术，2005(8):18-20.
［5］傅菊根. 井巷掘进爆破炮眼利用率的影响因素［J］. 爆破器材，1998(3):26-29.
［6］何清江，金海城. 实现岩巷综合机械化快速施工的几点探索［C］／／矿井建设工程新进展-2006全国矿山建设学术会议文集. 徐州:中国矿业大学出版社，2006:512-516.
［7］任建民，倪保刚. 发挥综合机械化优势，实现岩巷快速掘进［C］／／矿井建设工程新进展-2006全国矿山建设学术会议文集. 徐州:中国矿业大学出版社，2006:517-521.
(责任编辑：何学华，吴晓红)
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