馬小輝，程洪濤，白 楊，葛志會

(陜西彬長孟村礦業(yè)有限公司，陜西 咸陽 712000)

0 引言

巷道掘進是煤炭生產(chǎn)中基礎性的環(huán)節(jié)，對于巷道掘進的工序和時序優(yōu)化將對煤炭生產(chǎn)的改善起到不可忽視的作用[1 -4]。近年來，國內巷道掘進技術研究取得一定成就，使得掘進速度得到快速提高，由于相應的配套管理跟不上，使得掘進速度和效率仍有很大的提升空間[5]。因此，按照原煤生產(chǎn)的過程或采煤工藝流程進行科學地組織分工與協(xié)作，使之成為相互協(xié)調的統(tǒng)一整體，不斷調整和改善勞動組織形式，合理地進行勞動組織對提高掘進效率有著至關重要的作用。

為響應國家政策，有效提高勞動效率，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)，煤礦及相關企業(yè)越來越重視對勞動組織形式、結構進行優(yōu)化研究。劉晉歌等[6]為實現(xiàn)科技減人、安全提效，積極開展采煤專業(yè)勞動組織優(yōu)化研究，提出將綜采區(qū)隊進行分流，勞動組織變?yōu)椤耙凰亩摺敝频慕M織結構；尹兵等[7]從優(yōu)化采煤勞動組織方面對其進行實踐探索，提出“五班四運轉制”，增加原煤產(chǎn)量，提高采煤生產(chǎn)效率；宋發(fā)銀[8]對提高掘進單進水平進行探索，提出優(yōu)化勞動組織管理，提高勞動工效的具體措施，從而保證工人安全與高效施工。陳瑞杰[9]對組織優(yōu)化方面進行研究，提出“二九一六”的作業(yè)模式，減少員工上下班的交接時間，提高實際作業(yè)時間，顯著提升井下巖巷掘進的效率和質量。

上述對于優(yōu)化勞動組織的研究，均通過礦井實際情況與經(jīng)驗判斷相結合的方式分析其影響掘進效率的因素，存在對影響因素分析不明確、不充分的問題。通過多層次模糊分析法來分析孟村煤礦回采巷道綜掘期間影響掘進效率的因素，充分考慮每個因素對礦井生產(chǎn)的影響，利用科學的方法分析具體因素影響程度的大小，明確需要優(yōu)化的內容，針對性地提出提升礦井掘進效率的措施，形成一套適用于孟村煤礦4號煤層地質生產(chǎn)條件的勞動組織及循環(huán)作業(yè)技術體系，在提高掘進速度，加快工作面的形成、實現(xiàn)減人提效、安全生產(chǎn)等方面具有現(xiàn)實意義。

1 工程背景

401104工作面為401盤區(qū)的第4個回采工作面，距離井田東部邊界594～624 m。該工作面掘進期間，共設計3條巷道，分別為回風巷、運輸巷和措施巷，平面布置如圖1所示。

目前依據(jù)礦井的采掘接續(xù)設計，礦井掘進401104工作面運輸巷，預計竣工時間為2022年10月。巷道掘進期間使用EBZ-200型綜掘機一次成巷的施工方法，勞動組織方式為“三八”作業(yè)制，規(guī)定日進尺為每日1.4 m，由于礦井生產(chǎn)中的管理問題、設備問題和工藝問題等因素的限制，實際每日掘進距離遠低于目標要求，按照現(xiàn)有的勞動組織與作業(yè)方式將無法達到預期目標，因此亟需對其勞動組織結構及形式作出優(yōu)化調整，提升掘進效率。

圖1 401104工作面平面布置示意Fig.1 Layout plan of 401104 working face

2 現(xiàn)場跟班調研

以403109工作面跟班調研情況為背景，分析目前礦井內存在的掘進影響因素，進而優(yōu)化401104工作面勞動組織及正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表，實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)的目標。

現(xiàn)場調研過程中，通過與工人、帶班領導及安檢員交談，得到的信息是：長期的拖班作業(yè)使得工人作業(yè)積極性不高，工作態(tài)度不端正。區(qū)隊工程質量標準落實不到位，驗收員等“四員兩長”職責不明晰，帶班班長優(yōu)勢作用發(fā)揮不到位，持續(xù)進行班組支護、掘進手把手作業(yè)，無時間督促其他班組成員作業(yè)進度。且現(xiàn)場人員嚴重不足，工作空間大，建議增加鉆具數(shù)量及人員配備，該零點班凌晨3點之后，掘進迎頭僅有6人在支護作業(yè)。

2.1 掘進日進尺情況

根據(jù)跟班調研情況，2020年5月18日—2020年5月21日403109工作面運輸巷道日進尺速度緩慢，預計該月進尺為60～70 m左右，與作業(yè)規(guī)程規(guī)定的目標進尺120 m有較大差距，僅完成目標的50%～60%。

2.2 掘進工序調研

根據(jù)跟班調研所得工序用時記錄情況，可以得出掘進工序時間安排及工序時間占比情況，在此基礎上對比標準工序用時，并根據(jù)實際井下跟班調研掘進影響情況。其中，403109工作面運輸巷道跟班調研掘進工序耗時見表1。

表1 支護工序循環(huán)時間

2.3 勞動組織管理

工作面作業(yè)方式為“三八”制作業(yè)，勞動組織時間分成8點班、4點班和0點班，每班作業(yè)8 h，工種包括班長、綜掘機司機，打眼支護工等10余類，工作面勞動組織方式見表2。

表2 403109工作面勞動組織方式

2.4 調研結果

由跟班記錄情況反映可得：支護工序繁雜占用時間過長，支護效率偏低；交接班混亂，職責不清，拖班問題嚴重；系統(tǒng)可靠性較低，如皮帶卡停、偏移，工作面停電等；作業(yè)人員不足，缺乏施工經(jīng)驗，作業(yè)生疏；由于卸壓鉆老化且水壓不足，工作效率低下，幫部卸壓滯后。

3 掘進影響因素分析

3.1 影響因素確定

通過跟班情況，基本確定403109運輸巷道掘進影響因素。在此基礎上將403109運輸巷道影響因素進行分類，可分為內部原因與外部原因，在內部原因中，從管理問題、設備問題、工藝問題和自然條件4個方面分析，共找出14個終端因素，即人員不足、職責不清、責任心不強、經(jīng)驗不足、拖班嚴重、工藝銜接性不強、支護時間過長、工藝繁瑣、交接班不規(guī)范、掘進機故障、鉆機故障、錨桿脫錨、地質條件復雜和勞動環(huán)境差。外部原因有2個終端因素：皮帶卡停、斷裂，工作面停電。

3.2 層次分析法

建立影響因素評價的層次結構如圖2所示。多層次模糊綜合評估法是層次分析法、模糊評價方法的結合，其基本步驟為：構建綜合評價指標體系；確定指標隸屬等級；確定指標權數(shù)W，建立關系矩陣R；計算模糊綜合成值；進行模糊綜合評估。

圖2 影響因素評價的層次結構Fig.2 Hierarchical structure of influencing factor evaluation

3.2.1 確定評估指標的權重

在建立層次結構和指標的基礎上，利用層次分析模型進行評價。首先要確定影響因素評價準則：在模糊綜合評價中，評價準則一般只能通過模糊語言直接對影響因素的等級進行評判。評價等級的劃分一般根據(jù)一定的權重區(qū)間事先予以確定，對于不同的評價主體，可依據(jù)經(jīng)驗和實際情況合理規(guī)定，沒有固定的標準。

評價影響因素等級：根據(jù)前述要因與非要因影響因素，將其劃分為5級，即低影響t1、較低影響t2、中等影響t3、較高影響t4和高影響t5，其影響度取值范圍分別為(0，0.2)，(0.2，0.4)，(0.4，0.6)，(0.6，0.8)和(0.8，1)，從而構成該進順巷道掘進影響因素評估準則集：T=(t1，t2，t3，t4，t5)。

影響因素隸屬度向量：根據(jù)巷道掘進實際情況并對其結構進行分析，進行跟班人員已確定潛在影響因素16項作為評價指標，建立影響因素綜合評價指標體系，并對該影響等級進行評價。在影響因素分析的基礎上，通過兩兩比較對各影響因素進行重要程度分析。通過統(tǒng)計分析，建立影響因素與指標判斷矩陣，并對其影響程度評分，得出影響隸屬度矩陣，見表3。

表3 影響因素隸屬度矩陣

3.2.2 確定底層指標對于上一層的權重

就第3層指標相對于第2層指標的重要性給予排序，并合理確定權重見表4。

表4 權重向量(B-C)

第2層對于第1層的重要程度向量見表5。第1層對于總目標的權重向量見表6。

表5 權重向量(A-B)

表6 總目標權重向量

由此求出各部分的影響程度，見表7。

表7 工序影響程度

對各因素影響程度進行具體細化，可以得到第2層、第3層各因素對巷道掘進影響程度，分別如圖3、4所示，其中深色部分為涉及勞動組織方面的影響因素。

圖3 第2層各因素影響程度Fig.3 Impact degree of each factor on the second level

采用多層次模糊綜合評價方法選擇掘進巷道掘進速度影響因素評價指標，構建層次結構模型，各因素對巷道掘進速度影響程度進行綜合評價，針對礦井目前存在的勞動組織問題，結合前期調研分析可得：影響巷道掘進速度的主體因素占75%，附屬因素占25%，主體因素決定巷道的掘進進度；管理因素(主要是人員不足)是除支護因素外占比最高的，對礦井掘進效率影響重大；在第3層管理因素中人員不足、拖班嚴重和責任心不強是影響巷道掘進的主要因素，其次為職責不清、交接班不規(guī)范問題。

圖4 第3層各因素影響程度Fig.4 Impact degree of each factor on the third level

通過對403109運輸巷道掘進勞動組織影響因素分析，其關鍵影響因素為人員不足、拖班嚴重和責任心不強。

4 優(yōu)化設計

由前期現(xiàn)場調研及影響因素分析可得影響巷道掘進速度的因素分為主要影響因素和附屬影響因素，主要影響因素如割煤、運輸、支護等，附屬因素如管理因素和其他偶然性因素等。

由上述分析可知，在影響巷道掘進的因素中，人員不足、經(jīng)驗不足、掘進機故障、支護工藝繁瑣、支護施工時間長、銜接性不強、拖班嚴重、皮帶卡停等是影響進尺量的主要因素。在此基礎上，針對性優(yōu)化施工工藝，優(yōu)化工序組織，盡量平行作業(yè)，調整班組人員，加強設備檢修，加強管理規(guī)范，在安全生產(chǎn)的前提下，可有效提高巷道掘進效率及進尺量。

4.1 勞動組織

根據(jù)以上掘進影響因素分析的結果可知，原有的井下作業(yè)存在人員嚴重不足的情況，在冊人數(shù)與實際出勤人數(shù)有著巨大差距，未能充分利用現(xiàn)有的人力資源進行施工，且拖班現(xiàn)象嚴重，無法保證施工效率和每月預期目標的完成。因此，對原有的勞動組織方式進行優(yōu)化，見表8。

施工總人數(shù)從原有的89人減少至81人，響應了減人提效國家政策要求；原有在冊支護人數(shù)從28人減少至19人，出勤人數(shù)從13人降至12人，對人員組織施工進行合理分配，提高作業(yè)人員出勤率，充分高效利用人力資源；班長人數(shù)從4人上升至8人，由班長帶頭調動井下作業(yè)人員的積極性，托班嚴重、職責不清等管理問題可有效得到解決；技術員人數(shù)從3人上升至4人，技術員跟班監(jiān)督，針對施工人員經(jīng)驗不足，工藝銜接性差等問題進行及時糾正。

表8 勞動組織表

4.2 正規(guī)循環(huán)作業(yè)

采用“三八制”作業(yè)制度，在原有作業(yè)循環(huán)基礎上，對以前工作面實際現(xiàn)場跟班調研加以核實修改，制定新的作業(yè)循環(huán)如圖5所示，優(yōu)化內容為：臨時支護和永久支護時長由原先的30 min、210 min降低為10 min和110 min，支護效率大幅度提升，掘進效率明顯改善；掘進總時長從原先530 min一循環(huán)，降至240 min一循環(huán)，滿足1班掘進2個循環(huán)的目標要求，提高掘進日進尺，加快工作面的形成。

圖5 正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖表Fig.5 Regular cycle operation chart

5 結語

(1)通過現(xiàn)場跟班調研的情況對403109工作面運輸巷道掘進影響因素進行層次分析，確定影響巷道掘進因素，并針對勞動組織問題進行主要分析。

(2)以影響因素分析結果為基礎，優(yōu)化401104工作面運輸巷道掘進的勞動施工組織，并對勞動循環(huán)作業(yè)圖表進行重新優(yōu)化編制，保證正規(guī)循環(huán)，實現(xiàn)快速掘進。

(3)在原有作業(yè)循環(huán)基礎上，制定出新的作業(yè)循環(huán)圖表，采用“三八”制作業(yè)，3班掘進，早班1個循環(huán)，中班、夜班各2個循環(huán)，每循環(huán)1.4 m。

在401104工作面掘進過程中，臨時支護和永久支護時長由原先的30 min、210 min降低為10 min和110 min，支護效率大幅度提升。掘進總時長從原先530 min一個循環(huán)，降至240 min一個循環(huán)，滿足1班掘進2個循環(huán)的目標要求。