刘星厚副总经理：转龙湾煤矿提高掘进作业有效生产时间的创新实践与价值分析

2025年09月05日 16:02 智能矿山杂志责编：戚金荣作者：智能矿山杂志

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文章来源：《智能矿山》2025年第8期“革新·改造：优秀 QC 成果”栏目

第一作者：刘星厚，高级经济师，现任鄂尔多斯市转龙湾煤炭有限公司副总经理，主要从事全面质量管理、财务管理的相关研究工作。E-mail：582806523@qq.com

作者单位：鄂尔多斯市转龙湾煤炭有限公司

引用格式：刘星厚，张景洪，甘绍彪，等.提高掘进作业有效生产时间的创新实践与价值分析[J].智能矿山，2025，6(8)：39-45.

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针对煤矿掘进作业有效生产时间不足的行业痛点，以鄂尔多斯市转龙湾煤炭有限公司（简称转龙湾煤矿）23303运输巷为研究对象，融合工序诊断模型与精益管理方法，提出“技术革新-管理优化-数据驱动”三位一体的解决方案。通过开发自移机尾智能随迁平台（集成物料架、电缆槽、卸料料斗）、优化变压器动态布设、创新“2步1交接+3天1检修”生产组织模式，实现掘进有效生产时间提升34.3%（411.5 h→554.84 h），月进尺达1 437 m（超计划59%），综合创效764万元。研究成果为智慧矿山建设提供了可复制的技术路径与管理范式。

课题背景与问题定位

随着矿井产能提升，转龙湾煤矿引入快速掘进系统（掘锚一体机＋锚杆转载机组＋长距离运输系统），但配套设备适应性不足导致生产效率受限。有效生产时间仅占55.89%（月均411.5 h），非生产时间中检修占比高达69.49%，成为亟待解决的问题，2022年7至12月掘进作业有效生产时间统计如图1所示。

图1 2022年7~12月掘进作业有效生产时间统计

（1）非生产时间分析

进一步分析发现，非生产时间主要类型包括检修时间、物流运输时间、工作面异常时间，通过绘制掘进作业非生产时间分析排列图，得出结论检修时间占非生产时间总数的69.49%，是影响因素之一，掘进作业非生产时间分析排列如图2所示。

图2 掘进作业非生产时间分析排列

（2）检修时间分析

调查、分析检修时间发现，检修时间主要包括煤流运输系统维护、主要生产设备维护、机电设备维护及其他，通过绘制掘进作业检修时间分析排列图，得出结论煤流运输系统维护占非检修时间总数的66.15%，是影响因素之一，掘进作业检修时间分析排列如图3所示。

图3 掘进作业检修时间分析排列

（3）煤流运输系统维护分析

调查、分析检修时间发现，煤流运输系统维护主要包括自移机尾迁移过程中停机检修、延接输送带、输送带日常维护、输送带电器设备检修、溜槽日常维护及其他，通过绘制掘进作业煤流运输系统维护时间分析排列图得出结论，自移机尾迁移过程中停机检修占煤流运输系统维护时间总数的65.59%，是最主要影响因素，掘进作业煤流运输系统维护时间分析排列如图4所示。

图4 掘进作业煤流运输系统维护时间分析排列

深入分析存在问题

通过变化点管理分析，结合自移机尾迁移过程停机检修的主要影响因素，围绕人（Man）、机（Machine）、料（Material）、法（Method）、环（Environment）、测（Measurement）6维度（6M），关联主要工序中的关键变化点及对生产效能的负面影响路径，建立“锁定变化点→制定措施→试验效果”的闭环。

2.1 设备方面存在的问题

（1）电缆卡堵

电缆卡堵的关联工序为自移机尾迁移辅助工序，通过查阅生产纪实发现23303巷道2022年下半年由于电缆槽设计不合理，电缆卡堵共停机131次，平均每月停机21次，影响时间为69 h，平均每月影响11 h，是急需解决的问题，电缆卡堵造成自移机尾停机时间统计见表1。

表1 电缆卡堵造成自移机尾停机时间统计

开展电缆槽卡堵测试，明确问题根源，通过测试发现宽度达到300 mm，电缆不会卡堵，重新设计电缆槽解决电缆卡堵问题，电缆槽卡堵试验统计见表2。

表2 电缆槽卡堵试验统计

（2）卸料料斗设计不合理

卸料料斗设计不合理的关联工序为清理浮煤。通过查阅生产纪实发现23303巷道2022年下半年因卸料料斗计不合理，造成漏煤情况严重，因清理浮煤共停机85次，平均每月停机14次，影响时间为148 h，平均每月影响24 h，清理浮煤造成自移机尾停机时间统计见表3。

表3 清理浮煤造成自移机尾停机时间统计

通过漏煤试验，在工作面对二运卸料料斗撒煤情况进行试验，发现顺煤车宽度1.2 m、高度0.75 m、角度25°时不易撒煤，重新设计卸料料斗，确保解决撒煤漏煤现象，卸料料斗漏煤时间数据统计见表4。

表4 卸料料斗漏煤时间数据统计

2.2 检修方法方面的问题

检修时间及交接班方法不合理的关联工序为交接班及检修设备。通过查阅生产纪实发现23303巷道2022年下半年由于交接班及检修工作安排不合理，造成生产过程存在等待空当，直接影响现场生产时间，因交接班及检修时间影响时间96 h，平均每月影响16 h，停机等待时间统计见表5。

表5 停机等待时间统计

通过对工作面检修现场工作开展全面调查，发现施工两帮下部锚杆、补齐锚索、掘锚机检修、各类保护更换维护、延伸带式输送机机尾、调整输送带架、卸料等工作，需要每天开展，共计耗时5 h，接输送带、接线缆每3天开展1次，施工探放水钻孔6天开展1次，进一步优化检修方式，缩短检修周期，提高生产时间，2023年4月10日至12日现场检修时间统计见表6。

表6 2023年4月10日至12日现场检修时间统计

2.3 环境方面存在的问题

（1）物资材料存放位置不合理

物资材料存放位置不合理的关联工序为退机支护。通过查阅生产纪实发现23303巷道2022年下半年由于物资材料存放位置不合理，造成支护前需等待物资转移，同时由于物料运输与退机支护衔接不足，支护人员需要自行备料直接退机支护时间，因物料转移影响自移机尾开机时间78 h，平均每月影响13 h，2022年度下半年物料转移影响支护时间统计见表7。

表7 2022年度下半年物料转移影响支护时间统计

通过开展物料转移距离试验，以50 m为单位开展7次物料转移单趟用时试验，通过试验运输距离发现50 m内最接近课题目标，每趟物料运输可节约30 min，优化物料运输方式，物料架运输时间试验数据统计如图5所示。

图5 物料架运输时间试验数据统计

（2）变压器放置位置不合理

变压器放置位置不合理的关联工序为自依机尾迁移。查阅了生产纪实发现2022年下半年由于变压器放置不合理，共停机86次，平均每月停机14次，影响时间为191 h，平均每月影响31 h，主要原因是变压器距工作面掘进工作面<1 000 m时，可正常开机且电压损失较小，>1 000 m时造成电流增大瞬间停机，自移机尾迁移停机等待时间统计见表8。

表8 自移机尾迁移停机等待时间统计

通过对变压器到掘进工作面800～1 000 m，每100 m间进行6次试验，<1 000 m正常起机，>1 000 m因压降、设备启动瞬间电流增大，造成掘进工作面掘锚机、锚杆转载机组，因电压不足而无法启动，改变变压器放置方式，使变压器跟随自移机尾迁移，变压器停机距离试验数据统计见表9。

表9 变压器停机距离试验数据统计

技术创新与实施对策

（1）研制新型物料架，优化物料转移流程

鉴于23303胶运工作面采用掘锚一体机+锚杆转载机组+长运距二运+长运距输送带+自移机尾模式，且自移机尾需每日随掘进工作面推进（平均20 m）迁移，原有物料点频繁人工迁移耗时耗力。为此，在自移机尾上集成物料平台，实现物料随设备同步自动迁移，消除了人工搬运与料场转移工序。运行半个月现场表明，物料运输时间由50 min降至20 min。提升运输效率，有效降低了搬运安全风险，实现了生产效率与安全管理水平的双重提升。

（2）设计新型电缆槽，根治电缆卡堵顽疾

经反复现场试验，确定电缆槽宽度为300 mm（350 mm虽无卡堵但空间受限）确保电缆迁移顺畅。以电缆槽替代传统挂钩，避免人工拉扯。安装最优尺寸电缆槽后，15天现场应用表明，电缆卡堵影响时间<10 min，并同步撤销了二运辅助岗位。解决了生产瓶颈，优化了作业流程，从根本上消除了电缆卡堵对带式输送机安全运行的威胁，提升了生产效率和作业安全性。

（3）开发新型卸料料斗，彻底消除撒煤漏煤

通过专项试验，确定顺煤车两侧滑轮宽度1.2 m、转载机落煤高度0.75 m（满足掘锚机要求上限）、倾斜度25°时，杜绝撒煤现象。据此优化设计并安装新型料斗后，半个月现场应用证实，二运清理浮煤时间降至0 min。解决了撒煤问题，消除了积煤对带式输送机安全运行的潜在威胁，提升了生产效率和作业安全。

（4）优化变压器布设位置，解决用电压降难题

原有方案需每隔300 m开拓设备硐室增设变压器，效率低且效果不佳，频繁停机影响检修与生产。将变压器布设于自移机尾上随设备迁移，解决了掘进工作面用电压降问题，实现了设备零停机。避免了3 000 m范围内开辟专用设备硐室的无效工程，提升效率且无需定期转移变压器，更适应巷道狭窄、环境复杂的现场条件，为巷道车行进及搬运提供便利，实现了生产效率与作业环境的双重优化。

（5）重构生产组织模式，高效利用生产时间

掘进作业中原交接班（需停机60 min）及设备检修（耗时480 min）效率低，挤占有效生产时间。

（1）制定“2步1交接”的方法：当班人员提前备料，班组长及掘进机司机现场交接，其余人员工作面外交接，保障设备持续运行，减少停机。使有效生产时间增加60 min，交接班时间缩短20 min。

（2）推行“3天1检修”方案：将检修融入生产班次，利用非生产时段进行；前2天实行半班检修、半班生产，第3天全班检修，确保生产连续性。该方案使每3天有效生产时间增加480 min。通过优化交接班与检修流程，提升生产效率，实现了生产与检修的高效协同，为掘进作业持续高效运行奠定坚实基础。

实施成效与价值分析

（1）生产效率显著提升

通过系统优化掘进作业流程，成功将2023年下半年的有效生产时间提升至554.84 h，较2022年同期的411.5 h增长34.3%。在克服岩石占比达30.77%（达到国家半煤岩标准）的困难地质条件下，月度进尺经折算后达到1 437 m，超计划目标900 m的59%，充分展现了高效的掘进作业能力。

（2）成本节约成果突出

在保障高效生产的同时，注重成本精细化管理，减少了人力和物力资源浪费。23303运输巷提前2个月完成施工任务，直接创造经济效益384万元，并节省综机设备租赁费用380万元，合计实现成本节约764万元。

（3）生产影响时间有效降低

针对生产中断频发问题，深入分析并采取多项针对性预防措施，改进了设备维护流程、创新制作应用新型卸料料斗、电缆槽和物料架、优化变压器存放位置，以及实施“2步1交接”工作法和“3天1检修”工作模式等。降低了生产影响时间，提高了掘进作业的有效生产时间利用率。

（4）作业环境安全改善

设计并应用了新型卸料料斗和电缆槽，解决了输送带掉落煤炭和电缆卡堵等长期困扰现场的问题。提升了带式输送机的运行效率和设备寿命，降低了员工劳动强度，也促进了现场管理水平提升，增强了作业环境的安全性和煤流运输系统的可靠性、稳定性。

（5）通过作业环境改善

通过应用新型物料架、电缆槽、卸料料斗等，消除了输送带撒煤、电缆卡阻等安全隐患，保障了设备安全运行和员工人身安全，降低了劳动强度，提升了现场管理的规范性和煤流系统的稳定性，为企业安全生产奠定了坚实基础。

综上所述，转龙湾煤矿在掘进作业优化项目中取得了显著的实践成效，创造了可观的经济效益和安全效益，并形成了具有推广价值的管理创新成果，提升了企业生产效率、安全管理和核心竞争力，为行业进步作出了积极贡献。

总结

（1）技术层面创新：首创自移机尾智能随迁平台，集成物料架、电缆槽、卸料料斗及变压器，实现“物料-供电-煤流”系统的协同自动迁移，从根本上解决了物料搬运、电缆卡堵、撒煤漏煤、用电压降等核心痛点。

（2）显著行业价值：研究成果在转龙湾煤矿23303运输巷成功应用，有效生产时间提升34.3%（达554.84 h），月进尺达1 437 m（超计划59%），综合创效764万元。该方案具有高度可复制性，已在23118切眼等4个工作面推广应用，单进水平平均提升40%，为智慧矿山建设提供了有效的技术路径与管理范式。

（3）未来研究方向：基于数字孪生技术构建掘进智能调度系统，实现支护人员利用率等关键资源的动态优化配置，进一步提升掘进作业的智能化水平和整体。

编辑丨李莎

审核丨赵瑞

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《智能矿山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦矿山智能化领域产学研用新进展的综合性技术刊物。

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