QC成果提高高壓區(qū)礦石回采率

提高高壓區(qū)礦石回采率1小組名稱技術計劃科QC小組注冊編號LA-11課題名稱提高高壓區(qū)礦石回采率課題類型攻關型活動時間2011年3月—2012年1月發(fā)表人夏紀國小組成員姓名性別文化程度職務/職稱組內(nèi)職務QC教育時間馮玉健男本科科長組長、組織協(xié)調72學時薛義軍男本科區(qū)長實施、技術指導72學時李加博男本科副科長調查分析、實施72學時夏紀國男本科技術員調查分析、實施64學時徐翠紅女本科技術員實施、制表48學時楊奎玉男本科技術員實施、制表40學時張斌男高中掘進段長調查、實施40學時徐世英男高中采礦段長調查、實施40學時制表：徐翠紅時間：2011.03.05小組簡介2隨著我礦開采水平的不斷下移，地下采場壓力越來越大。采場壓力的增大直接導致了壓力區(qū)內(nèi)采準進路掘支困難，且已掘采準進路后期受壓力影響，巷道變形破壞嚴重，雖進行了多次巷道修復仍不能實現(xiàn)正常退采，導致礦石損失嚴重。選題背景3小組成員對我礦2011年一季度高壓區(qū)礦石回采率進行了統(tǒng)計。

高壓區(qū)礦塊回采率統(tǒng)計表表2

水平礦塊地質儲量t實際采礦量t回采率（%）年計劃回采率（%）-384水平302礦塊17046.0611480.5267.3570.02-384水平322礦塊117622.4577442.6265.84-400水平24244礦塊36920.9025294.5168.51-400水平30321礦塊114616.3176586.6266.82平均/286205.7190804.366.67為充分回收礦石資源小組決定將提高高壓區(qū)礦石回采率作為本次循環(huán)的課題。制表：徐翠紅時間：2011.03.07選題理由4

注：實際進度計劃進度階段時間步驟3月4月4月5月6月7月8-9月10-12月2012.01P課題選擇現(xiàn)狀調查設定目標原因分析確定要因制定對策D對策實施C效果檢查A鞏固措施總結打算制表：楊奎玉2011.03.10活動計劃5

2011年3月至4月，小組成員多次深入現(xiàn)場，跟蹤勘察各水平礦塊放礦的詳實情況，并與工人進行討論研究。經(jīng)過對比分析找出了高壓區(qū)礦石回采率偏低的主要影響因素，并根據(jù)其對回采工作的影響程度繪制了排列圖。影響回采工作的因素頻數(shù)統(tǒng)計表表4序號影響因素頻數(shù)(次)頻率（%）累計頻率（%）1巷道掘支困難4551.7251.722大炮放炮效果差2528.7480.463非全斷面出礦89.2089.664采準設計不準確55.7595.405其它44.60100合計/87100/制表：徐翠紅2011.04.05【調查一】6圖1影響因素排列圖制圖：徐翠紅時間：2011.04.05由圖看出造成高壓區(qū)礦石回采率偏低的主要因素是巷道掘支困難和大炮放炮效果差，這兩個問題是提高高壓區(qū)礦石回采率的關鍵。【調查一】7

生產(chǎn)資料顯示我礦2010年四季度高壓區(qū)礦石回采率較高，平均值達到了69%。已采高壓區(qū)礦塊回采率統(tǒng)計表表5水平礦塊地質儲量t實際采礦量t回采率（%）-362水平283礦塊3448024232.1070.28-372水平263礦塊17117.2111369.9766.42-384水平323礦塊96864.4766836.4869.00平均/148461.68102438.5669.00制表：徐翠紅2011.04.10【調查二】8本次QC活動的目標為將高壓區(qū)礦石回采率提高到69%。圖2活動前與目標值對比圖制圖：楊奎玉時間：2011.04.15確定目標9小組成員運用頭腦風暴法，并深入現(xiàn)場與操作人員充分討論后，對造成巷道掘支困難、大炮放炮效果差的原因進行了分析，確定了13個末端原因。圖3末端原因分析圖制圖：楊奎玉時間：2011.05.10原因分析10圖3末端原因分析圖制圖：楊奎玉時間：2011.05.10原因分析11小組成員通過查閱資料、試驗、測試、現(xiàn)場調查、分析等手段對13個末端原因進行逐一確認，找出了主要原因。表6是小組制定的要因確認計劃表。要因確認計劃表表6序號原因確認標準確認方式確認日期確認人1深孔設計誤差大孔底距1.7~2.1m，最小抵抗線1.6m查閱報表2011.05薛義軍夏紀國2深孔深度不夠允許誤差±500mm現(xiàn)場調查2011.05夏紀國李加博3排距偏差允許誤差±200mm調查分析2011.05夏紀國薛義軍4扇形角偏差允許偏差±3°現(xiàn)場調查2011.05徐世英李加博5深孔塌孔、錯孔深孔合格率≥95%現(xiàn)場測量分析2011.05馮玉健夏紀國要因確認12序號原因確認標準確認方式確認日期確認人6未間隔裝藥空口距離1.5~3.0m，相鄰差值≥0.7m現(xiàn)場測量驗證2011.05薛義軍夏紀國7炮泥填塞厚度小填塞厚度0.8~1.44m現(xiàn)場測量分析2011.05徐世英夏紀國8裝藥密度低裝藥密度≥3.8㎏/m驗證分析2011.06徐世英夏紀國9聯(lián)線綁扎不牢重疊長度≥150mm，包扎7層以上現(xiàn)場調查、測量2011.06徐世英李加博10起爆順序有誤分時段爆破，存在時差差異，中間先于兩側現(xiàn)場驗證2011.06徐世英夏紀國11掏槽方式不適宜巷道成型好，超欠挖率低現(xiàn)場調查、測量2011.06張斌夏紀國12炮孔數(shù)目少巷道成型好，超欠挖率低現(xiàn)場調查、測量2011.06張斌徐世英13中長錨桿數(shù)目少巷道垮冒率低現(xiàn)場測量分析2011.06馮玉健張斌制表：楊奎玉2011.06.01要因確認13【確認1】深孔設計誤差大

2011年6月7日小組成員對1~4月份的深孔設計隨機抽出10份進行檢查并統(tǒng)計。中深孔設計參數(shù)統(tǒng)計表表7孔底距序號標準m實測m抵抗線序號標準m實測m11.7~2.11.751≤1.61.5521.8521.631.9031.5841.8541.5751.9551.5561.8561.5671.8071.5781.9281.5392.091.48101.85101.55平均/1.87平均/1.55制表：楊奎玉2011.06.07結論：深孔設計誤差大非要因14【確認2】深孔深度不夠

2011年6月9日小組成員對-400米水平、-384米水平2~4月份施工的中深孔深度各隨機抽出5個孔進行檢查。中深孔炮孔深度檢查統(tǒng)計表表8結論：深孔深度不夠非要因制表：楊奎玉2011.06.09水平序號設計m實測m誤差mm誤差標準mm-384米水平198.6-400±500mm212.512.3-200313.513.5041312.7-300514.514.4-100-400米水平198.8+200±500mm211.211.1-300313.413.5+100415.615.5-100516.115.9-20015【確認3】排距偏差中深孔排距統(tǒng)計表表9

2011年6月11日小組成員對-400米水平、-410米水平2~4月份施工的中深孔排距各隨機抽出5個孔進行檢查。制表：楊奎玉2011.06.12結論：排距偏差非要因水平序號設計要求m實測m誤差mm誤差標準mm-400米水平11.61.61+100±200mm21.61.60031.61.62+20041.61.61+10051.61.600-410米水平11.81.79+100±200mm21.81.80031.81.79-10041.81.81+10051.811.78-20016【確認4】扇形角偏差

2011年6月11日小組成員對-400米水平、-410米水平2-4月份施工的深孔扇形角隨機各抽出5個進行檢查。中深孔扇形角偏差檢查統(tǒng)計表表10結論：扇形角偏差非要因制表：楊奎玉2011.06.12水平序號設計°實測°誤差°誤差標準°-400米水平155550±3°26566+137376-347987+158382-1-410米水平19088-2±3°28991+237575048281-158384+117【確認5】深孔塌孔、錯孔中深孔施工質量檢查統(tǒng)計表表11

2011年6月11至12日小組成員對高壓區(qū)3~4月份中深孔施工質量情況進行了統(tǒng)計。制表：徐翠紅2011.06.13結論：深孔塌孔、錯孔是要因地點施工米數(shù)（m）塌孔、錯孔米數(shù)（m）合格率（%）合格標準（%）南區(qū)780174.677.6295.00北區(qū)1109.791.18小北區(qū)988.591.33合計988192.880.4818【確認6】未間隔裝藥

2011年6月12至13日成員對-384米水平、-410米水平的大炮裝藥情況跟蹤勘察，隨機各抽出5個地點進行檢查統(tǒng)計。中深孔間隔裝藥檢查統(tǒng)計表表12結論：未間隔裝藥非要因制表：楊奎玉2011.06.13水平距孔口距離m相鄰差值m序號設計要求m實測m誤差m設計要求m實測m-384米水平11.5~3.01.80≥0.70.8022.300.9532.500.7542.400.8552.000.70-410米水平11.5~3.02.20≥0.70.7522.300.8031.800.7542.300.7051.900.8519【確認7】炮泥填塞厚度小

2011年6月12至13日成員對-384米水平、-410米水平的大炮裝藥情況跟蹤勘察，隨機各抽出5個地點進行檢查統(tǒng)計。中深孔炮泥填塞情況統(tǒng)計表表13結論：炮泥填塞厚度小非要因制表：楊奎玉2011.06.13水平序號實測m要求范圍m-384米水平11.250.8~1.4421.3031.1540.9551.15-400米水平11.30.8~1.4421.030.9541.1551.220【確認8】裝藥密度低

2011年6月12至14日小組成員深入現(xiàn)場對-384米水平、-400米水平裝藥情況進行跟蹤調查，各隨機抽出5排孔進行檢查、統(tǒng)計。中深孔裝藥密度情況統(tǒng)計表表14

結論：裝藥密度低非要因制表：徐翠紅2011.06.14水平序號裝藥長度m裝藥量kg實測裝藥密度kg/m裝藥密度標準kg/m-384米水平1116.5448.533.85≥3.8275.6300.133.973162.6624.383.844159.7611.653.83574.5321.844.32-400米水平168.5275.374.02≥3.82119.4456.113.823111.8424.843.84125.4495.333.955142.5551.483.8721【確認9】聯(lián)線綁扎不牢聯(lián)線綁扎情況統(tǒng)計表表15

2011年6月14日小組成員深入現(xiàn)場跟蹤勘察聯(lián)線綁扎情況，對-384米水平、-400米水平各隨機抽出5排深孔進行檢查、統(tǒng)計。結論：聯(lián)線綁扎不牢非要因制表：徐翠紅2011.06.14水平序號聯(lián)線重疊長度包扎層數(shù)實測m要求m實測（層）要求（層）-384米水平1155≥1508≥721657316084170951508-400米水平1165≥1507≥72165831707415595175822【確認10】起爆順序有誤

2011年6月14至15日小組成員深入現(xiàn)場跟蹤勘察大炮起爆情況。從-400米水平、-410米水平各隨機抽出5排孔進行檢查，發(fā)現(xiàn)起爆順序均按照先中間后兩端的原則進行。結論：起爆順序有誤非要因23【確認11】掏槽方式不適宜

掏槽方式的選擇直接影響了掏槽效果，而掏槽效果的好壞對巷道掘進的單炮進尺、掘進質量有著較大的影響。2011年6月14至17日小組成員深入現(xiàn)場跟蹤勘察了目前使用的直線掏槽效果，不是很理想。通過查閱相關資料并與經(jīng)驗豐富的一線工人交流發(fā)現(xiàn)，直線掏槽適合用在巖石堅硬、完整性好的地處，而高壓區(qū)巷道由于受壓力影響圍巖較松軟、破碎，不適合用直線掏槽，適合采用楔形掏槽方式。結論：掏槽方式不適宜是要因24【確認12】炮孔數(shù)目少

巷道超欠挖是炮孔數(shù)目多少的直接體現(xiàn)，巷道超欠挖超過的范圍既視為超欠挖。2011年6月15至17日小組成員對3~4月份的高壓區(qū)巷道超欠挖情況進行了統(tǒng)計。高壓區(qū)巷道超欠挖情況統(tǒng)計表表16序號地點施工米數(shù)m發(fā)生超欠挖米數(shù)m占比%1-384水平17#進路451022.222-384水平18#進路411229.273-384水平20#進路359.527.144-400水平15#進路301033.335-400水平18#進路4713.528.726-400水平13#進路279.535.197-410水平13#進路371027.038-410水平15#進路29.5723.739-410水平25#進路38.51025.97平均27.7325且掘進炮孔布置數(shù)目為37個，數(shù)目偏少；單孔裝藥量大，放炮后對巷道圍巖振動破壞較大，不利于巷道后期承受較大壓力。結論：炮孔數(shù)目少是要因【確認13】中長錨桿數(shù)目少

巷道支護中長錨桿數(shù)目少不利于巷道圍巖承受較大壓力，易造成巷道垮冒。2011年6月15至17日小組成員對高壓區(qū)巷道3-4月份巷道垮冒情況進行了統(tǒng)計?！敬_認12】炮孔數(shù)目少

26序號地點施工米數(shù)m垮冒米數(shù)m占比%1-384水平16#進路35925.712-384水平18#進路581525.863-384水平21#進路451533.334-400水平15#進路23626.095-400水平13#進路42.51432.946-400水平18#進路37.512.533.337-410水平26264聯(lián)巷28.57.526.328-410水平21#進路27829.639-410水平24#進路29931.03平均29.49高壓區(qū)巷道垮冒情況統(tǒng)計表表17原支護形式中長錨桿每排布置6根，排距為1.4米，巷道頂板及兩幫錨桿數(shù)目少，不利于控制冒頂、片幫事故的發(fā)生。結論：中長錨桿數(shù)目少是要因【確認13】中長錨桿數(shù)目少

27通過分析，確定主要原因為：深孔塌孔、錯孔掏槽方式不適宜炮孔數(shù)目少中長錨桿數(shù)目少28針對造成高壓區(qū)礦石回采率低的主要原因，按照5W1H原則，制定了以下對策、措施。對策表表19序號要因對策目標措施地點完成時間負責人1深孔塌孔、錯孔1.加強中深孔施工管理深孔合格率≥95%1.使用加強排2.加大孔底距；3.縮短深孔存在時間一二四工區(qū)各水平2011.6馮玉健薛義軍徐世英2掏槽方式不適宜1.設計新的掏槽方式巷道成型好，降低超欠挖率1.采用楔形掏槽方式2011.6萬利明夏紀國張斌3炮孔數(shù)目少1.改進掘進炮孔布置巷道成型好，降低超欠挖率1.增加頂眼數(shù)目；2.增加幫眼數(shù)目2011.6夏紀國張斌薛義軍4中長錨桿數(shù)目少1.設計新的支護方式降低巷道垮冒率1.確定中長錨桿間距2.增加中長錨桿數(shù)目2011.6夏紀國張斌馮玉健制表：徐翠紅2011.06.20制定對策29實施一、加強中深孔施工管理提出加強排的概念。加強排也就是在一個點施工兩排深孔，一排前傾83°，一排前傾90°。加大深孔排距，由正常排的1.8米增加到加強排的3.2米。適當增大深孔孔底距。中深孔設計施工要求孔底距是1.7~2.1米。我們采取在巖種較好的地點，中深孔孔底距采用1.7~1.8米；在軟、弱、破圍巖巷道及高壓力區(qū)巷道內(nèi)，中深孔孔底距采用2.0~2.1米，最大取2.3米。30高壓區(qū)內(nèi)巷道掘進完畢后，24小時內(nèi)馬上進入臺架進行深孔施工，縮短中深孔存在時間。具體施工順序如下圖。高壓區(qū)深孔施工一次打深孔3~5排，壓力較大時打2~3排；出礦完畢后觀察巷道頂板、兩幫情況，必要時進行巷道維護，然后進入下一個循環(huán)。如此反復施工直至巷道回采完畢。實施一、加強中深孔施工管理31實施驗證：

2011年10月15日至20日，小組成員對高壓區(qū)內(nèi)8~9月份深孔施工質量情況進行了統(tǒng)計。中深孔施工質量統(tǒng)計表表19地點施工米數(shù)（m）塌孔、錯孔米數(shù)（m）合格率（%）合格標準（%）南區(qū)87045.494.7895.00北區(qū)1253.497.28小北區(qū)78396.15合計107351.895.17制表：徐翠紅2011.10.21由上表看出，通過對策的實施，深孔的施工質量有了很大提高，達到了95.00%的合格標準。實施一、加強中深孔施工管理32實施二、設計新的掏槽方式對高壓區(qū)巷道掘進遵循“打淺眼，多打眼，放小炮”的爆破原則，盡量保持巷道圍巖的穩(wěn)定性，從而使巷道開掘后圍巖能夠承受較大壓力，為后續(xù)的采礦提供有利條件。因此我們把原來的直線掏槽變?yōu)樾ㄐ翁筒?。圖4楔形掏槽炮孔平面布置圖制圖：楊奎玉時間：2011.07.1533實施三、改進掘進炮孔布置我們按照“打淺眼，多打眼，放小炮”的爆破原則,嚴格控制單炮進尺在1.2~1.5米，我們對掘進炮孔數(shù)目重新進行了計算：N=qsL藥/G/γq：炸藥單耗s:巷道斷面面積L藥：藥卷長度G:單只藥卷重量γ：裝藥系數(shù)帶入數(shù)據(jù)取整數(shù)的N=42個，為保持高壓區(qū)巷道圍巖的完整性和成型好，我們在頂眼及兩幫眼各增加一個。最終N=45個。炮孔數(shù)目的增多減少了單孔裝藥量，減小了放炮對巷道圍巖的振動破壞，有利于保持巷道圍巖的完整性。34實施驗證：為驗證措施二、三實施的效果，小組成員對對策實施后8-9月份高壓區(qū)巷道的超欠挖情況進行了統(tǒng)計。對策實施后巷道超欠挖情況統(tǒng)計表表20

序號地點施工米數(shù)m超欠挖米數(shù)m占比%1-384水平16#進路37.5513.332-384水平18#進路414.510.983-384水平21#進路403.58.754-400水平16#進路35.5411.275-400水平15#進路50510.006-400水平26#進路27311.117-410水平20#進路38513.168-410水平12#進路29.5413.569-410水平13#進路30.54.514.75平均32938.511.70由表看出，巷道超欠挖占比由實施前的27.73%將為11.70%，取得了很好的效果。實施三、改進掘進炮孔布置35實施四、設計新的支護方式對高壓區(qū)、圍巖破碎巷道圍巖的支護，采用加強支護。小組成員通過對巷道頂板、兩幫的破壞形式的研究分析，對中長錨桿的間距重新進行了計算：d=（A×δt/t×r）0.5式中：d……錨桿間距；A……錨桿截面面積；δt……錨桿材料允許拉應力；r……巖石容量；t……松動圈半徑帶入數(shù)據(jù)計算得錨桿間距d為0.75~0.96米，取0.8米。36我們對原IA級支護形式進行了修改形成新IA支護方式，并在南區(qū)推廣使用。新IA級支護形式采用2米托盤錨桿、3米中長錨桿的聯(lián)合支護形式。2米托盤錨桿間距：800mmX800mm正方形布置；3米中長錨桿間距：800mmX800mm正方形布置。新IA級支護形式采用一遍支護，支護速度快；增加了3米中長錨桿數(shù)目，由原來的6根變?yōu)?1根，減小了錨桿間距，有效地控制了頂板冒頂、兩幫片幫的發(fā)生。實施四、設計新的支護方式37圖5新IA級支護方式平面布置圖制圖：楊奎玉時間：2011.08.20實施四、設計新的支護方式38實施驗證：對策實施后，小組成員對8~9月份這兩個月份的高壓力區(qū)巷道垮冒情況進行了統(tǒng)計。

對策實施后巷道垮冒情況統(tǒng)計表表21

序號地點施工米數(shù)m垮冒米數(shù)m占比%對策實施前%1-384水平13#進路4548.8929.492-384水平16#進路50.55.510.893-384水平23#進路38.537.794-400水平18#進路2328.705-400水平10#進路28.52.58.776-400水平14#進路292.58.627-410水平18#進路31.539.528-410水平20進路42.53.58.249-410水平30#進路3638.33平均324.5298.94由表看出，對策實施后巷道垮冒率由實施前的29.49%降為8.94%，措施效果明顯。實施四、設計新的支護方式39目標檢查

2011年12月26日小組成員對2011年三、四季度的高壓區(qū)礦石回采率情況進行了統(tǒng)計。2011年高壓區(qū)三、四季度礦石回采率統(tǒng)計表表22水平礦塊地質儲量t實際采礦量t回采率%目標值%-384水平362礦塊95912.8966496.4169.3369.00-384水平282礦塊85440.7160047.7370.28-400水平26263礦塊69012.2648184.3669.82-400水平32342礦塊89991.1063398.7370.45-410水平26264礦塊68801.0648085.0669.89-410水平32342礦塊89991.1064001.6771.12平均/499149.135021470.16制表：徐翠紅2011.12.27效果檢查40圖6活動前、目標值活動后對比圖制圖楊奎玉時間：2011.12.27目標達到了！效果檢查41活動后效果與活動前原狀對比檢查

2011年12月26日至29日小組成員根據(jù)現(xiàn)場的實際條件，重新對影響高壓區(qū)礦石回采率的因素進行了統(tǒng)計。影響回采工作的因素頻數(shù)統(tǒng)計表表23序號影響因素頻數(shù)（次）頻率%累計頻率%1巷道掘支困難2030.7730.772大炮放炮效果差1624.6255.383非全斷面出礦1218.4673.854采準設計不準確913.8587.695其它812.31100合計/65100/制表：徐翠紅時間：2011.12.29效果檢查42圖7