劉星厚副總經理：轉龍灣煤礦提高掘進作業有效生產時間的創新實踐與價值分析

2025年09月05日 16:02 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

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文章來源：《智能礦山》2025年第8期“革新·改造：優秀 QC 成果”欄目

第一作者：劉星厚，高級經濟師，現任鄂爾多斯市轉龍灣煤炭有限公司副總經理，主要從事全面質量管理、財務管理的相關研究工作。E-mail：582806523@qq.com

作者單位：鄂爾多斯市轉龍灣煤炭有限公司

引用格式：劉星厚，張景洪，甘紹彪，等.提高掘進作業有效生產時間的創新實踐與價值分析[J].智能礦山，2025，6(8)：39-45.

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針對煤礦掘進作業有效生產時間不足的行業痛點，以鄂爾多斯市轉龍灣煤炭有限公司（簡稱轉龍灣煤礦）23303運輸巷為研究對象，融合工序診斷模型與精益管理方法，提出“技術革新-管理優化-數據驅動”三位一體的解決方案。通過開發自移機尾智能隨遷平臺（集成物料架、電纜槽、卸料料斗）、優化變壓器動態布設、創新“2步1交接+3天1檢修”生產組織模式，實現掘進有效生產時間提升34.3%（411.5 h→554.84 h），月進尺達1 437 m（超計劃59%），綜合創效764萬元。研究成果為智慧礦山建設提供了可復制的技術路徑與管理范式。

課題背景與問題定位

隨著礦井產能提升，轉龍灣煤礦引入快速掘進系統（掘錨一體機＋錨桿轉載機組＋長距離運輸系統），但配套設備適應性不足導致生產效率受限。有效生產時間僅占55.89%（月均411.5 h），非生產時間中檢修占比高達69.49%，成為亟待解決的問題，2022年7至12月掘進作業有效生產時間統計如圖1所示。

圖1 2022年7~12月掘進作業有效生產時間統計

（1）非生產時間分析

進一步分析發現，非生產時間主要類型包括檢修時間、物流運輸時間、工作面異常時間，通過繪制掘進作業非生產時間分析排列圖，得出結論檢修時間占非生產時間總數的69.49%，是影響因素之一，掘進作業非生產時間分析排列如圖2所示。

圖2 掘進作業非生產時間分析排列

（2）檢修時間分析

調查、分析檢修時間發現，檢修時間主要包括煤流運輸系統維護、主要生產設備維護、機電設備維護及其他，通過繪制掘進作業檢修時間分析排列圖，得出結論煤流運輸系統維護占非檢修時間總數的66.15%，是影響因素之一，掘進作業檢修時間分析排列如圖3所示。

圖3 掘進作業檢修時間分析排列

（3）煤流運輸系統維護分析

調查、分析檢修時間發現，煤流運輸系統維護主要包括自移機尾遷移過程中停機檢修、延接輸送帶、輸送帶日常維護、輸送帶電器設備檢修、溜槽日常維護及其他，通過繪制掘進作業煤流運輸系統維護時間分析排列圖得出結論，自移機尾遷移過程中停機檢修占煤流運輸系統維護時間總數的65.59%，是最主要影響因素，掘進作業煤流運輸系統維護時間分析排列如圖4所示。

圖4 掘進作業煤流運輸系統維護時間分析排列

深入分析存在問題

通過變化點管理分析，結合自移機尾遷移過程停機檢修的主要影響因素，圍繞人（Man）、機（Machine）、料（Material）、法（Method）、環（Environment）、測（Measurement）6維度（6M），關聯主要工序中的關鍵變化點及對生產效能的負面影響路徑，建立“鎖定變化點→制定措施→試驗效果”的閉環。

2.1 設備方面存在的問題

（1）電纜卡堵

電纜卡堵的關聯工序為自移機尾遷移輔助工序，通過查閱生產紀實發現23303巷道2022年下半年由于電纜槽設計不合理，電纜卡堵共停機131次，平均每月停機21次，影響時間為69 h，平均每月影響11 h，是急需解決的問題，電纜卡堵造成自移機尾停機時間統計見表1。

表1 電纜卡堵造成自移機尾停機時間統計

開展電纜槽卡堵測試，明確問題根源，通過測試發現寬度達到300 mm，電纜不會卡堵，重新設計電纜槽解決電纜卡堵問題，電纜槽卡堵試驗統計見表2。

表2 電纜槽卡堵試驗統計

（2）卸料料斗設計不合理

卸料料斗設計不合理的關聯工序為清理浮煤。通過查閱生產紀實發現23303巷道2022年下半年因卸料料斗計不合理，造成漏煤情況嚴重，因清理浮煤共停機85次，平均每月停機14次，影響時間為148 h，平均每月影響24 h，清理浮煤造成自移機尾停機時間統計見表3。

表3 清理浮煤造成自移機尾停機時間統計

通過漏煤試驗，在工作面對二運卸料料斗撒煤情況進行試驗，發現順煤車寬度1.2 m、高度0.75 m、角度25°時不易撒煤，重新設計卸料料斗，確保解決撒煤漏煤現象，卸料料斗漏煤時間數據統計見表4。

表4 卸料料斗漏煤時間數據統計

2.2 檢修方法方面的問題

檢修時間及交接班方法不合理的關聯工序為交接班及檢修設備。通過查閱生產紀實發現23303巷道2022年下半年由于交接班及檢修工作安排不合理，造成生產過程存在等待空當，直接影響現場生產時間，因交接班及檢修時間影響時間96 h，平均每月影響16 h，停機等待時間統計見表5。

表5 停機等待時間統計

通過對工作面檢修現場工作開展全面調查，發現施工兩幫下部錨桿、補齊錨索、掘錨機檢修、各類保護更換維護、延伸帶式輸送機機尾、調整輸送帶架、卸料等工作，需要每天開展，共計耗時5 h，接輸送帶、接線纜每3天開展1次，施工探放水鉆孔6天開展1次，進一步優化檢修方式，縮短檢修周期，提高生產時間，2023年4月10日至12日現場檢修時間統計見表6。

表6 2023年4月10日至12日現場檢修時間統計

2.3 環境方面存在的問題

（1）物資材料存放位置不合理

物資材料存放位置不合理的關聯工序為退機支護。通過查閱生產紀實發現23303巷道2022年下半年由于物資材料存放位置不合理，造成支護前需等待物資轉移，同時由于物料運輸與退機支護銜接不足，支護人員需要自行備料直接退機支護時間，因物料轉移影響自移機尾開機時間78 h，平均每月影響13 h，2022年度下半年物料轉移影響支護時間統計見表7。

表7 2022年度下半年物料轉移影響支護時間統計

通過開展物料轉移距離試驗，以50 m為單位開展7次物料轉移單趟用時試驗，通過試驗運輸距離發現50 m內最接近課題目標，每趟物料運輸可節約30 min，優化物料運輸方式，物料架運輸時間試驗數據統計如圖5所示。

圖5 物料架運輸時間試驗數據統計

（2）變壓器放置位置不合理

變壓器放置位置不合理的關聯工序為自依機尾遷移。查閱了生產紀實發現2022年下半年由于變壓器放置不合理，共停機86次，平均每月停機14次，影響時間為191 h，平均每月影響31 h，主要原因是變壓器距工作面掘進工作面<1 000 m時，可正常開機且電壓損失較小，>1 000 m時造成電流增大瞬間停機，自移機尾遷移停機等待時間統計見表8。

表8 自移機尾遷移停機等待時間統計

通過對變壓器到掘進工作面800～1 000 m，每100 m間進行6次試驗，<1 000 m正常起機，>1 000 m因壓降、設備啟動瞬間電流增大，造成掘進工作面掘錨機、錨桿轉載機組，因電壓不足而無法啟動，改變變壓器放置方式，使變壓器跟隨自移機尾遷移，變壓器停機距離試驗數據統計見表9。

表9 變壓器停機距離試驗數據統計

技術創新與實施對策

（1）研制新型物料架，優化物料轉移流程

鑒于23303膠運工作面采用掘錨一體機+錨桿轉載機組+長運距二運+長運距輸送帶+自移機尾模式，且自移機尾需每日隨掘進工作面推進（平均20 m）遷移，原有物料點頻繁人工遷移耗時耗力。為此，在自移機尾上集成物料平臺，實現物料隨設備同步自動遷移，消除了人工搬運與料場轉移工序。運行半個月現場表明，物料運輸時間由50 min降至20 min。提升運輸效率，有效降低了搬運安全風險，實現了生產效率與安全管理水平的雙重提升。

（2）設計新型電纜槽，根治電纜卡堵頑疾

經反復現場試驗，確定電纜槽寬度為300 mm（350 mm雖無卡堵但空間受限）確保電纜遷移順暢。以電纜槽替代傳統掛鉤，避免人工拉扯。安裝最優尺寸電纜槽后，15天現場應用表明，電纜卡堵影響時間<10 min，并同步撤銷了二運輔助崗位。解決了生產瓶頸，優化了作業流程，從根本上消除了電纜卡堵對帶式輸送機安全運行的威脅，提升了生產效率和作業安全性。

（3）開發新型卸料料斗，徹底消除撒煤漏煤

通過專項試驗，確定順煤車兩側滑輪寬度1.2 m、轉載機落煤高度0.75 m（滿足掘錨機要求上限）、傾斜度25°時，杜絕撒煤現象。據此優化設計并安裝新型料斗后，半個月現場應用證實，二運清理浮煤時間降至0 min。解決了撒煤問題，消除了積煤對帶式輸送機安全運行的潛在威脅，提升了生產效率和作業安全。

（4）優化變壓器布設位置，解決用電壓降難題

原有方案需每隔300 m開拓設備硐室增設變壓器，效率低且效果不佳，頻繁停機影響檢修與生產。將變壓器布設于自移機尾上隨設備遷移，解決了掘進工作面用電壓降問題，實現了設備零停機。避免了3 000 m范圍內開辟專用設備硐室的無效工程，提升效率且無需定期轉移變壓器，更適應巷道狹窄、環境復雜的現場條件，為巷道車行進及搬運提供便利，實現了生產效率與作業環境的雙重優化。

（5）重構生產組織模式，高效利用生產時間

掘進作業中原交接班（需停機60 min）及設備檢修（耗時480 min）效率低，擠占有效生產時間。

（1）制定“2步1交接”的方法：當班人員提前備料，班組長及掘進機司機現場交接，其余人員工作面外交接，保障設備持續運行，減少停機。使有效生產時間增加60 min，交接班時間縮短20 min。

（2）推行“3天1檢修”方案：將檢修融入生產班次，利用非生產時段進行；前2天實行半班檢修、半班生產，第3天全班檢修，確保生產連續性。該方案使每3天有效生產時間增加480 min。通過優化交接班與檢修流程，提升生產效率，實現了生產與檢修的高效協同，為掘進作業持續高效運行奠定堅實基礎。

實施成效與價值分析

（1）生產效率顯著提升

通過系統優化掘進作業流程，成功將2023年下半年的有效生產時間提升至554.84 h，較2022年同期的411.5 h增長34.3%。在克服巖石占比達30.77%（達到國家半煤巖標準）的困難地質條件下，月度進尺經折算后達到1 437 m，超計劃目標900 m的59%，充分展現了高效的掘進作業能力。

（2）成本節約成果突出

在保障高效生產的同時，注重成本精細化管理，減少了人力和物力資源浪費。23303運輸巷提前2個月完成施工任務，直接創造經濟效益384萬元，并節省綜機設備租賃費用380萬元，合計實現成本節約764萬元。

（3）生產影響時間有效降低

針對生產中斷頻發問題，深入分析并采取多項針對性預防措施，改進了設備維護流程、創新制作應用新型卸料料斗、電纜槽和物料架、優化變壓器存放位置，以及實施“2步1交接”工作法和“3天1檢修”工作模式等。降低了生產影響時間，提高了掘進作業的有效生產時間利用率。

（4）作業環境安全改善

設計并應用了新型卸料料斗和電纜槽，解決了輸送帶掉落煤炭和電纜卡堵等長期困擾現場的問題。提升了帶式輸送機的運行效率和設備壽命，降低了員工勞動強度，也促進了現場管理水平提升，增強了作業環境的安全性和煤流運輸系統的可靠性、穩定性。

（5）通過作業環境改善

通過應用新型物料架、電纜槽、卸料料斗等，消除了輸送帶撒煤、電纜卡阻等安全隱患，保障了設備安全運行和員工人身安全，降低了勞動強度，提升了現場管理的規范性和煤流系統的穩定性，為企業安全生產奠定了堅實基礎。

綜上所述，轉龍灣煤礦在掘進作業優化項目中取得了顯著的實踐成效，創造了可觀的經濟效益和安全效益，并形成了具有推廣價值的管理創新成果，提升了企業生產效率、安全管理和核心競爭力，為行業進步作出了積極貢獻。

總結

（1）技術層面創新：首創自移機尾智能隨遷平臺，集成物料架、電纜槽、卸料料斗及變壓器，實現“物料-供電-煤流”系統的協同自動遷移，從根本上解決了物料搬運、電纜卡堵、撒煤漏煤、用電壓降等核心痛點。

（2）顯著行業價值：研究成果在轉龍灣煤礦23303運輸巷成功應用，有效生產時間提升34.3%（達554.84 h），月進尺達1 437 m（超計劃59%），綜合創效764萬元。該方案具有高度可復制性，已在23118切眼等4個工作面推廣應用，單進水平平均提升40%，為智慧礦山建設提供了有效的技術路徑與管理范式。

（3）未來研究方向：基于數字孿生技術構建掘進智能調度系統，實現支護人員利用率等關鍵資源的動態優化配置，進一步提升掘進作業的智能化水平和整體。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領域產學研用新進展的綜合性技術刊物。

主編：王國法院士

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