QC成果提高高压区矿石回采率

提高高压区矿石回采率1小组名称技术计划科QC小组注册编号LA-11课题名称提高高压区矿石回采率课题类型攻关型活动时间2011年3月—2012年1月发表人夏纪国小组成员姓名性别文化程度职务/职称组内职务QC教育时间冯玉健男本科科长组长、组织协调72学时薛义军男本科区长实施、技术指导72学时李加博男本科副科长调查分析、实施72学时夏纪国男本科技术员调查分析、实施64学时徐翠红女本科技术员实施、制表48学时杨奎玉男本科技术员实施、制表40学时张斌男高中掘进段长调查、实施40学时徐世英男高中采矿段长调查、实施40学时制表：徐翠红时间：2011.03.05小组简介2随着我矿开采水平的不断下移，地下采场压力越来越大。采场压力的增大直接导致了压力区内采准进路掘支困难，且已掘采准进路后期受压力影响，巷道变形破坏严重，虽进行了多次巷道修复仍不能实现正常退采，导致矿石损失严重。选题背景3小组成员对我矿2011年一季度高压区矿石回采率进行了统计。

高压区矿块回采率统计表表2

水平矿块地质储量t实际采矿量t回采率（%）年计划回采率（%）-384水平302矿块17046.0611480.5267.3570.02-384水平322矿块117622.4577442.6265.84-400水平24244矿块36920.9025294.5168.51-400水平30321矿块114616.3176586.6266.82平均/286205.7190804.366.67为充分回收矿石资源小组决定将提高高压区矿石回采率作为本次循环的课题。制表：徐翠红时间：2011.03.07选题理由4

注：实际进度计划进度阶段时间步骤3月4月4月5月6月7月8-9月10-12月2012.01P课题选择现状调查设定目标原因分析确定要因制定对策D对策实施C效果检查A巩固措施总结打算制表：杨奎玉2011.03.10活动计划5

2011年3月至4月，小组成员多次深入现场，跟踪勘察各水平矿块放矿的详实情况，并与工人进行讨论研究。经过对比分析找出了高压区矿石回采率偏低的主要影响因素，并根据其对回采工作的影响程度绘制了排列图。影响回采工作的因素频数统计表表4序号影响因素频数(次)频率（%）累计频率（%）1巷道掘支困难4551.7251.722大炮放炮效果差2528.7480.463非全断面出矿89.2089.664采准设计不准确55.7595.405其它44.60100合计/87100/制表：徐翠红2011.04.05【调查一】6图1影响因素排列图制图：徐翠红时间：2011.04.05由图看出造成高压区矿石回采率偏低的主要因素是巷道掘支困难和大炮放炮效果差，这两个问题是提高高压区矿石回采率的关键。【调查一】7

生产资料显示我矿2010年四季度高压区矿石回采率较高，平均值达到了69%。已采高压区矿块回采率统计表表5水平矿块地质储量t实际采矿量t回采率（%）-362水平283矿块3448024232.1070.28-372水平263矿块17117.2111369.9766.42-384水平323矿块96864.4766836.4869.00平均/148461.68102438.5669.00制表：徐翠红2011.04.10【调查二】8本次QC活动的目标为将高压区矿石回采率提高到69%。图2活动前与目标值对比图制图：杨奎玉时间：2011.04.15确定目标9小组成员运用头脑风暴法，并深入现场与操作人员充分讨论后，对造成巷道掘支困难、大炮放炮效果差的原因进行了分析，确定了13个末端原因。图3末端原因分析图制图：杨奎玉时间：2011.05.10原因分析10图3末端原因分析图制图：杨奎玉时间：2011.05.10原因分析11小组成员通过查阅资料、试验、测试、现场调查、分析等手段对13个末端原因进行逐一确认，找出了主要原因。表6是小组制定的要因确认计划表。要因确认计划表表6序号原因确认标准确认方式确认日期确认人1深孔设计误差大孔底距1.7~2.1m，最小抵抗线1.6m查阅报表2011.05薛义军夏纪国2深孔深度不够允许误差±500mm现场调查2011.05夏纪国李加博3排距偏差允许误差±200mm调查分析2011.05夏纪国薛义军4扇形角偏差允许偏差±3°现场调查2011.05徐世英李加博5深孔塌孔、错孔深孔合格率≥95%现场测量分析2011.05冯玉健夏纪国要因确认12序号原因确认标准确认方式确认日期确认人6未间隔装药空口距离1.5~3.0m，相邻差值≥0.7m现场测量验证2011.05薛义军夏纪国7炮泥填塞厚度小填塞厚度0.8~1.44m现场测量分析2011.05徐世英夏纪国8装药密度低装药密度≥3.8㎏/m验证分析2011.06徐世英夏纪国9联线绑扎不牢重叠长度≥150mm，包扎7层以上现场调查、测量2011.06徐世英李加博10起爆顺序有误分时段爆破，存在时差差异，中间先于两侧现场验证2011.06徐世英夏纪国11掏槽方式不适宜巷道成型好，超欠挖率低现场调查、测量2011.06张斌夏纪国12炮孔数目少巷道成型好，超欠挖率低现场调查、测量2011.06张斌徐世英13中长锚杆数目少巷道垮冒率低现场测量分析2011.06冯玉健张斌制表：杨奎玉2011.06.01要因确认13【确认1】深孔设计误差大

2011年6月7日小组成员对1~4月份的深孔设计随机抽出10份进行检查并统计。中深孔设计参数统计表表7孔底距序号标准m实测m抵抗线序号标准m实测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：杨奎玉2011.06.07结论：深孔设计误差大非要因14【确认2】深孔深度不够

2011年6月9日小组成员对-400米水平、-384米水平2~4月份施工的中深孔深度各随机抽出5个孔进行检查。中深孔炮孔深度检查统计表表8结论：深孔深度不够非要因制表：杨奎玉2011.06.09水平序号设计m实测m误差mm误差标准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【确认3】排距偏差中深孔排距统计表表9

2011年6月11日小组成员对-400米水平、-410米水平2~4月份施工的中深孔排距各随机抽出5个孔进行检查。制表：杨奎玉2011.06.12结论：排距偏差非要因水平序号设计要求m实测m误差mm误差标准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【确认4】扇形角偏差

2011年6月11日小组成员对-400米水平、-410米水平2-4月份施工的深孔扇形角随机各抽出5个进行检查。中深孔扇形角偏差检查统计表表10结论：扇形角偏差非要因制表：杨奎玉2011.06.12水平序号设计°实测°误差°误差标准°-400米水平155550±3°26566+137376-347987+158382-1-410米水平19088-2±3°28991+237575048281-158384+117【确认5】深孔塌孔、错孔中深孔施工质量检查统计表表11

2011年6月11至12日小组成员对高压区3~4月份中深孔施工质量情况进行了统计。制表：徐翠红2011.06.13结论：深孔塌孔、错孔是要因地点施工米数（m）塌孔、错孔米数（m）合格率（%）合格标准（%）南区780174.677.6295.00北区1109.791.18小北区988.591.33合计988192.880.4818【确认6】未间隔装药

2011年6月12至13日成员对-384米水平、-410米水平的大炮装药情况跟踪勘察，随机各抽出5个地点进行检查统计。中深孔间隔装药检查统计表表12结论：未间隔装药非要因制表：杨奎玉2011.06.13水平距孔口距离m相邻差值m序号设计要求m实测m误差m设计要求m实测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【确认7】炮泥填塞厚度小

2011年6月12至13日成员对-384米水平、-410米水平的大炮装药情况跟踪勘察，随机各抽出5个地点进行检查统计。中深孔炮泥填塞情况统计表表13结论：炮泥填塞厚度小非要因制表：杨奎玉2011.06.13水平序号实测m要求范围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【确认8】装药密度低

2011年6月12至14日小组成员深入现场对-384米水平、-400米水平装药情况进行跟踪调查，各随机抽出5排孔进行检查、统计。中深孔装药密度情况统计表表14

结论：装药密度低非要因制表：徐翠红2011.06.14水平序号装药长度m装药量kg实测装药密度kg/m装药密度标准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【确认9】联线绑扎不牢联线绑扎情况统计表表15

2011年6月14日小组成员深入现场跟踪勘察联线绑扎情况，对-384米水平、-400米水平各随机抽出5排深孔进行检查、统计。结论：联线绑扎不牢非要因制表：徐翠红2011.06.14水平序号联线重叠长度包扎层数实测m要求m实测（层）要求（层）-384米水平1155≥1508≥721657316084170951508-400米水平1165≥1507≥72165831707415595175822【确认10】起爆顺序有误

2011年6月14至15日小组成员深入现场跟踪勘察大炮起爆情况。从-400米水平、-410米水平各随机抽出5排孔进行检查，发现起爆顺序均按照先中间后两端的原则进行。结论：起爆顺序有误非要因23【确认11】掏槽方式不适宜

掏槽方式的选择直接影响了掏槽效果，而掏槽效果的好坏对巷道掘进的单炮进尺、掘进质量有着较大的影响。2011年6月14至17日小组成员深入现场跟踪勘察了目前使用的直线掏槽效果，不是很理想。通过查阅相关资料并与经验丰富的一线工人交流发现，直线掏槽适合用在岩石坚硬、完整性好的地处，而高压区巷道由于受压力影响围岩较松软、破碎，不适合用直线掏槽，适合采用楔形掏槽方式。结论：掏槽方式不适宜是要因24【确认12】炮孔数目少

巷道超欠挖是炮孔数目多少的直接体现，巷道超欠挖超过的范围既视为超欠挖。2011年6月15至17日小组成员对3~4月份的高压区巷道超欠挖情况进行了统计。高压区巷道超欠挖情况统计表表16序号地点施工米数m发生超欠挖米数m占比%1-384水平17#进路451022.222-384水平18#进路411229.273-384水平20#进路359.527.144-400水平15#进路301033.335-400水平18#进路4713.528.726-400水平13#进路279.535.197-410水平13#进路371027.038-410水平15#进路29.5723.739-410水平25#进路38.51025.97平均27.7325且掘进炮孔布置数目为37个，数目偏少；单孔装药量大，放炮后对巷道围岩振动破坏较大，不利于巷道后期承受较大压力。结论：炮孔数目少是要因【确认13】中长锚杆数目少

巷道支护中长锚杆数目少不利于巷道围岩承受较大压力，易造成巷道垮冒。2011年6月15至17日小组成员对高压区巷道3-4月份巷道垮冒情况进行了统计。【确认12】炮孔数目少

26序号地点施工米数m垮冒米数m占比%1-384水平16#进路35925.712-384水平18#进路581525.863-384水平21#进路451533.334-400水平15#进路23626.095-400水平13#进路42.51432.946-400水平18#进路37.512.533.337-410水平26264联巷28.57.526.328-410水平21#进路27829.639-410水平24#进路29931.03平均29.49高压区巷道垮冒情况统计表表17原支护形式中长锚杆每排布置6根，排距为1.4米，巷道顶板及两帮锚杆数目少，不利于控制冒顶、片帮事故的发生。结论：中长锚杆数目少是要因【确认13】中长锚杆数目少

27通过分析，确定主要原因为：深孔塌孔、错孔掏槽方式不适宜炮孔数目少中长锚杆数目少28针对造成高压区矿石回采率低的主要原因，按照5W1H原则，制定了以下对策、措施。对策表表19序号要因对策目标措施地点完成时间负责人1深孔塌孔、错孔1.加强中深孔施工管理深孔合格率≥95%1.使用加强排2.加大孔底距；3.缩短深孔存在时间一二四工区各水平2011.6冯玉健薛义军徐世英2掏槽方式不适宜1.设计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2011.6万利明夏纪国张斌3炮孔数目少1.改进掘进炮孔布置巷道成型好，降低超欠挖率1.增加顶眼数目；2.增加帮眼数目2011.6夏纪国张斌薛义军4中长锚杆数目少1.设计新的支护方式降低巷道垮冒率1.确定中长锚杆间距2.增加中长锚杆数目2011.6夏纪国张斌冯玉健制表：徐翠红2011.06.20制定对策29实施一、加强中深孔施工管理提出加强排的概念。加强排也就是在一个点施工两排深孔，一排前倾83°，一排前倾90°。加大深孔排距，由正常排的1.8米增加到加强排的3.2米。适当增大深孔孔底距。中深孔设计施工要求孔底距是1.7~2.1米。我们采取在岩种较好的地点，中深孔孔底距采用1.7~1.8米；在软、弱、破围岩巷道及高压力区巷道内，中深孔孔底距采用2.0~2.1米，最大取2.3米。30高压区内巷道掘进完毕后，24小时内马上进入台架进行深孔施工，缩短中深孔存在时间。具体施工顺序如下图。高压区深孔施工一次打深孔3~5排，压力较大时打2~3排；出矿完毕后观察巷道顶板、两帮情况，必要时进行巷道维护，然后进入下一个循环。如此反复施工直至巷道回采完毕。实施一、加强中深孔施工管理31实施验证：

2011年10月15日至20日，小组成员对高压区内8~9月份深孔施工质量情况进行了统计。中深孔施工质量统计表表19地点施工米数（m）塌孔、错孔米数（m）合格率（%）合格标准（%）南区87045.494.7895.00北区1253.497.28小北区78396.15合计107351.895.17制表：徐翠红2011.10.21由上表看出，通过对策的实施，深孔的施工质量有了很大提高，达到了95.00%的合格标准。实施一、加强中深孔施工管理32实施二、设计新的掏槽方式对高压区巷道掘进遵循“打浅眼，多打眼，放小炮”的爆破原则，尽量保持巷道围岩的稳定性，从而使巷道开掘后围岩能够承受较大压力，为后续的采矿提供有利条件。因此我们把原来的直线掏槽变为楔形掏槽。图4楔形掏槽炮孔平面布置图制图：杨奎玉时间：2011.07.1533实施三、改进掘进炮孔布置我们按照“打浅眼，多打眼，放小炮”的爆破原则,严格控制单炮进尺在1.2~1.5米，我们对掘进炮孔数目重新进行了计算：N=qsL药/G/γq：炸药单耗s:巷道断面面积L药：药卷长度G:单只药卷重量γ：装药系数带入数据取整数的N=42个，为保持高压区巷道围岩的完整性和成型好，我们在顶眼及两帮眼各增加一个。最终N=45个。炮孔数目的增多减少了单孔装药量，减小了放炮对巷道围岩的振动破坏，有利于保持巷道围岩的完整性。34实施验证：为验证措施二、三实施的效果，小组成员对对策实施后8-9月份高压区巷道的超欠挖情况进行了统计。对策实施后巷道超欠挖情况统计表表20

序号地点施工米数m超欠挖米数m占比%1-384水平16#进路37.5513.332-384水平18#进路414.510.983-384水平21#进路403.58.754-400水平16#进路35.5411.275-400水平15#进路50510.006-400水平26#进路27311.117-410水平20#进路38513.168-410水平12#进路29.5413.569-410水平13#进路30.54.514.75平均32938.511.70由表看出，巷道超欠挖占比由实施前的27.73%将为11.70%，取得了很好的效果。实施三、改进掘进炮孔布置35实施四、设计新的支护方式对高压区、围岩破碎巷道围岩的支护，采用加强支护。小组成员通过对巷道顶板、两帮的破坏形式的研究分析，对中长锚杆的间距重新进行了计算：d=（A×δt/t×r）0.5式中：d……锚杆间距；A……锚杆截面面积；δt……锚杆材料允许拉应力；r……岩石容量；t……松动圈半径带入数据计算得锚杆间距d为0.75~0.96米，取0.8米。36我们对原IA级支护形式进行了修改形成新IA支护方式，并在南区推广使用。新IA级支护形式采用2米托盘锚杆、3米中长锚杆的联合支护形式。2米托盘锚杆间距：800mmX800mm正方形布置；3米中长锚杆间距：800mmX800mm正方形布置。新IA级支护形式采用一遍支护，支护速度快；增加了3米中长锚杆数目，由原来的6根变为11根，减小了锚杆间距，有效地控制了顶板冒顶、两帮片帮的发生。实施四、设计新的支护方式37图5新IA级支护方式平面布置图制图：杨奎玉时间：2011.08.20实施四、设计新的支护方式38实施验证：对策实施后，小组成员对8~9月份这两个月份的高压力区巷道垮冒情况进行了统计。

对策实施后巷道垮冒情况统计表表21

序号地点施工米数m垮冒米数m占比%对策实施前%1-384水平13#进路4548.8929.492-384水平16#进路50.55.510.893-384水平23#进路38.537.794-400水平18#进路2328.705-400水平10#进路28.52.58.776-400水平14#进路292.58.627-410水平18#进路31.539.528-410水平20进路42.53.58.249-410水平30#进路3638.33平均324.5298.94由表看出，对策实施后巷道垮冒率由实施前的29.49%降为8.94%，措施效果明显。实施四、设计新的支护方式39目标检查

2011年12月26日小组成员对2011年三、四季度的高压区矿石回采率情况进行了统计。2011年高压区三、四季度矿石回采率统计表表22水平矿块地质储量t实际采矿量t回采率%目标值%-384水平362矿块95912.8966496.4169.3369.00-384水平282矿块85440.7160047.7370.28-400水平26263矿块69012.2648184.3669.82-400水平32342矿块89991.1063398.7370.45-410水平26264矿块68801.0648085.0669.89-410水平32342矿块89991.1064001.6771.12平均/499149.135021470.16制表：徐翠红2011.12.27效果检查40图6活动前、目标值活动后对比图制图杨奎玉时间：2011.12.27目标达到了！效果检查41活动后效果与活动前原状对比检查

2011年12月26日至29日小组成员根据现场的实际条件，重新对影响高压区矿石回采率的因素进行了统计。影响回采工作的因素频数统计表表23序号影响因素频数（次）频率%累计频率%1巷道掘支困难2030.7730.772大炮放炮效果差1624.6255.383非全断面出矿1218.4673.854采准设计不准确913.8587.695其它812.31100合计/65100/制表：徐翠红时间：2011.12.29效果检查42图7