技術(shù)工匠打造神斧重器

——華冶集團(tuán)邯鄲馬萬(wàn)水分公司超深井施工技術(shù)開(kāi)發(fā)紀(jì)實(shí)

武平文/文     發(fā)布日期：2018-03-13


一、戰(zhàn)略引領(lǐng)

中國(guó)華冶集團(tuán)下屬的邯鄲馬萬(wàn)水分公司，是以第一屆全國(guó)勞模馬萬(wàn)水同志的名字命名的礦山施工專業(yè)化公司。在發(fā)端于2008年的全球性金融危機(jī)沖擊下，依靠超深井施工特色技術(shù)幸而獨(dú)善其身，保住了馬萬(wàn)水英雄集體這面旗幟歷經(jīng)風(fēng)雨而不褪色。

2018年伊始，中國(guó)華冶集團(tuán)高瞻遠(yuǎn)矚，基于礦山建設(shè)業(yè)務(wù)持續(xù)回暖，中冶集團(tuán)與中國(guó)五礦合并重組生發(fā)的“千億內(nèi)部市場(chǎng)”紅利，做出了振興礦業(yè)的戰(zhàn)略決策，將原邯鄲設(shè)備安裝分公司、湖北分公司和邯鄲馬萬(wàn)水分公司重組整合為新的邯鄲馬萬(wàn)水分公司。整合前，三個(gè)分公司中，有兩個(gè)分公司業(yè)務(wù)重合并且專業(yè)體系不完整，一個(gè)設(shè)備安裝分公司的設(shè)備安裝主營(yíng)業(yè)務(wù)僅僅是礦山業(yè)務(wù)中的一環(huán)，在市場(chǎng)營(yíng)銷、施工規(guī)模上都存在短板。三個(gè)公司整合后，實(shí)現(xiàn)了主營(yíng)業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成了完整的主營(yíng)業(yè)務(wù)鏈，專業(yè)結(jié)構(gòu)趨于完整。華冶集團(tuán)公司要求馬萬(wàn)水分公司傳承和發(fā)展“站在排頭不讓，把住紅旗不放”的馬萬(wàn)水精神，抓住新機(jī)遇，走進(jìn)新時(shí)代，踏上新征程，在三到五年內(nèi)完成整合、提升和跨越三大步，打造礦山施工板塊龍頭公司，向礦山建設(shè)國(guó)家隊(duì)目標(biāo)奮進(jìn)。

在強(qiáng)手林立、完全競(jìng)爭(zhēng)類行業(yè)，作為一個(gè)專業(yè)化分公司，憑什么立于不敗之地？憑什么傲視群雄？答案是：核心競(jìng)爭(zhēng)力。其中，技術(shù)創(chuàng)新是核心競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素。

2018年2月8日，中國(guó)華冶集團(tuán)在天津召開(kāi)了2018年工作會(huì)議。黨委書記、董事長(zhǎng)劉玉軍代表經(jīng)營(yíng)層向大會(huì)作了題為“新時(shí)代搶抓新機(jī)遇，新征程戰(zhàn)略引領(lǐng)，為實(shí)現(xiàn)公司轉(zhuǎn)型發(fā)展目標(biāo)而努力奮斗”的工作報(bào)告。此時(shí)，華冶集團(tuán)剛剛?cè)〉媒ㄖ┕ぬ丶?jí)資質(zhì)和喜獲中冶集團(tuán)2017年度全面完成預(yù)算獎(jiǎng)，全公司員工還沉浸在“雙喜臨門”的喜悅之中。劉董事長(zhǎng)在報(bào)告的中途，突然脫稿發(fā)言，提出了一個(gè)提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的嚴(yán)肅話題，說(shuō)華冶要在今后配置十套超深井施工裝備，要求各分、子公司全力支持馬萬(wàn)水分公司做大做強(qiáng)。同時(shí)，他還指出，在BIM技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)上，華冶歷史欠賬較多，要求加快腳步，加大力度，補(bǔ)足短板。此時(shí)此刻，董事長(zhǎng)的報(bào)告，把重點(diǎn)議題落在了核心競(jìng)爭(zhēng)力這個(gè)盤面，報(bào)告的焦點(diǎn)落到了技術(shù)創(chuàng)新這個(gè)棋子上面來(lái)了。

農(nóng)歷正月初十，按照數(shù)十年的慣例，華冶集團(tuán)在邯鄲舉辦了領(lǐng)導(dǎo)干部培訓(xùn)班。這一年的培訓(xùn)班報(bào)名參加的人數(shù)多達(dá)300多人，不得不把培訓(xùn)班地點(diǎn)改在了中國(guó)五礦邯鄲礦業(yè)大樓大禮堂，人數(shù)之多，規(guī)模之大，為歷屆之最。華冶集團(tuán)黨委副書記、總經(jīng)理周志軍專程從北京總部趕到會(huì)場(chǎng)，為大家上了一堂《如何培育企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力》專題講座課。這個(gè)題目，在以往的領(lǐng)導(dǎo)干部培訓(xùn)班上從來(lái)沒(méi)有講過(guò)。周總通過(guò)與金誠(chéng)信集團(tuán)和中冶集團(tuán)內(nèi)部先進(jìn)單位的對(duì)標(biāo)分析，指出在技術(shù)創(chuàng)新這個(gè)關(guān)鍵要素方面，華冶集團(tuán)和主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手處在同一起跑線上，誰(shuí)在技術(shù)上領(lǐng)先，誰(shuí)就能搶占市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)，誰(shuí)就能做行業(yè)領(lǐng)跑者。

至此，華冶集團(tuán)的這一頂層設(shè)計(jì)，把邯鄲馬萬(wàn)水分公司置于打造核心競(jìng)爭(zhēng)力的風(fēng)口浪尖。

二、選好課題

2008年以來(lái)，伴隨金融危機(jī)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展此起彼伏，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革風(fēng)起云涌。馬萬(wàn)水分公司在主營(yíng)業(yè)務(wù)定位和調(diào)整上，歷經(jīng)了滄海桑田的變換之后，逐漸領(lǐng)悟了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質(zhì)和脈絡(luò)，從而緊緊抓住“到有草的地方牧羊，到有礦的地方開(kāi)采”這個(gè)牛鼻子，從夾縫中覓得了一線生機(jī)，尋到了一個(gè)立足之地。隨著淺部礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭，向深部開(kāi)采是未來(lái)國(guó)內(nèi)礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。撫順紅透山銅礦、銅陵冬瓜山銅礦，廣東凡口鉛鋅礦、武鋼程潮鐵礦等礦山已進(jìn)入1000米以下開(kāi)采，掀開(kāi)了我國(guó)礦山深井開(kāi)采的序幕。豎井是深井礦山開(kāi)拓的最主要的方式。 “十一五”期間全國(guó)每年有近300個(gè)井筒施工，其中有超過(guò)30個(gè)千米深井井筒，千米以上深豎井施工呈明顯增加趨勢(shì)。這就是從紅海之中生發(fā)出的一片藍(lán)海。因此，馬萬(wàn)水分公司經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)研和分析，對(duì)自己的主營(yíng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了重新定位，構(gòu)建了以超深井為重點(diǎn)業(yè)務(wù)、以設(shè)備安裝和維保為配套業(yè)務(wù)、以礦山包采為高端業(yè)務(wù)的主營(yíng)業(yè)務(wù)體系，為提高市場(chǎng)占有率和提升產(chǎn)能奠定了堅(jiān)實(shí)的業(yè)務(wù)根基。

隨著鑿井深度的增加，豎井的施工難度、安全風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，效率明顯降低，現(xiàn)有的井架等鑿井裝備載荷不足，突水和巖爆等地壓災(zāi)害以及深部通風(fēng)問(wèn)題突出，井壁穩(wěn)定性經(jīng)受更大考驗(yàn)，工作面作業(yè)溫度高嚴(yán)重影響施工效率和危害人員安全。目前對(duì)于1500米深級(jí)別的礦井，我國(guó)還沒(méi)有施工標(biāo)準(zhǔn)和直接可參照的施工技術(shù)，需要進(jìn)行研究、探索、論證與開(kāi)發(fā)。確定的主要課題架構(gòu)包括超深井施工工藝及裝備、地壓災(zāi)害防控技術(shù)、施工環(huán)境與安全保障技術(shù)。其中，不但要進(jìn)行應(yīng)力狀態(tài)、變形特征以及巖石力學(xué)特性與井筒深度的相關(guān)性研究，針對(duì)不同巖性進(jìn)行深孔控制爆破技術(shù)研究等機(jī)械力學(xué)地質(zhì)試驗(yàn)，應(yīng)用大風(fēng)量、低溫升送風(fēng)技術(shù)調(diào)控工作面微氣候環(huán)境等一系列基礎(chǔ)性研究，還要完成包括基于鑿井提升荷載要求的新型井架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、吊盤和馬頭門整體支護(hù)模板等裝備的開(kāi)發(fā)以及鑿井工藝優(yōu)化等實(shí)驗(yàn)性定型研究。

三、術(shù)業(yè)專攻

對(duì)這個(gè)技術(shù)項(xiàng)目，決定總體開(kāi)發(fā)思路是：依托在建的本溪思山嶺鐵礦副井工程項(xiàng)目，遵循理論研究和試驗(yàn)先行，裝備選型隨行就位，成果檢驗(yàn)持續(xù)改進(jìn)，進(jìn)行1500米豎井施工關(guān)鍵技術(shù)的研究，攻克1500米豎井機(jī)械化施工成套裝備、地壓災(zāi)害防控、安全信息化監(jiān)控及通風(fēng)降溫等技術(shù)難題，形成一系列可轉(zhuǎn)化的技術(shù)成果。

完成了主營(yíng)業(yè)務(wù)定位之后，打造核心競(jìng)爭(zhēng)力就有了新的導(dǎo)向，把超深井施工技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)，圍繞超深井施工中遇到的難題，進(jìn)行科技創(chuàng)新立項(xiàng)和資源配置，從專利、工法、施工組織設(shè)計(jì)、科技論文等幾個(gè)方面展開(kāi)科技攻關(guān)，開(kāi)發(fā)成套施工技術(shù)和工藝。

集中力量辦大事，是中國(guó)特色社會(huì)主義制度優(yōu)勢(shì)，也是技術(shù)開(kāi)發(fā)的法寶。為此，華冶集團(tuán)調(diào)集建井、機(jī)電、地質(zhì)等各方面專家組成了強(qiáng)大的技術(shù)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始了技術(shù)研發(fā)的系統(tǒng)規(guī)劃和實(shí)施。理論指導(dǎo)、基礎(chǔ)試驗(yàn)、設(shè)備選型、工藝設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)一步調(diào)，協(xié)同推進(jìn)，有序進(jìn)行。在研發(fā)過(guò)程中，課題組調(diào)用了動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)儀、壓力傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器、穩(wěn)車集散系統(tǒng)控制裝置，進(jìn)行了數(shù)百次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，收集了上千個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，取得了一系列的技術(shù)成果，形成新裝置、新工藝及相關(guān)技術(shù)成果13項(xiàng)，發(fā)表論文17篇，評(píng)定省部級(jí)工法3項(xiàng)，申報(bào)專利15項(xiàng)（其中發(fā)明專利6項(xiàng)）。主要科技成果通過(guò)在建思山嶺工程進(jìn)行了示范性應(yīng)用，各項(xiàng)性能滿足設(shè)計(jì)要求。研發(fā)的新型鑿井井架為國(guó)內(nèi)首個(gè)10米凈直徑、深度1500米以上井筒應(yīng)用，井架天輪平臺(tái)設(shè)計(jì)滿足了雙提升、多穩(wěn)車懸吊等使用要求，經(jīng)加載測(cè)試，荷載能力滿足凈直徑10米、深度1500米豎井的施工要求，保障了提升、懸吊系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。該技術(shù)在傳統(tǒng)鑿井工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，形成了1500米豎井機(jī)械化施工工藝，雙提升系統(tǒng)、雙中心回轉(zhuǎn)配小型挖掘機(jī)、炮眼利用率超90%的5米深孔控制爆破技術(shù)的應(yīng)用使得井筒基巖段掘進(jìn)效率較傳統(tǒng)工藝提升約30%。模塊化馬頭門整體支護(hù)模板施工技術(shù)的應(yīng)用使思山嶺鐵礦副井大型馬頭門施工工期較以往節(jié)省1/3以上，馬頭門施工質(zhì)量良好。井壁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)及微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在思山嶺鐵礦副井深部進(jìn)行了布置，獲取了大量地應(yīng)力原始資料。結(jié)合其他試驗(yàn)方法，對(duì)井壁圍巖巖爆傾向性進(jìn)行了分析。應(yīng)用課題研發(fā)的釋能支護(hù)系統(tǒng)，有效避免了深部井壁圍巖巖爆災(zāi)害，保障了工作面安全作業(yè)。穩(wěn)車同步起降集散控制系統(tǒng)、吊盤液壓自動(dòng)平衡系統(tǒng)的應(yīng)用有效保障了思山嶺鐵礦副井吊盤平穩(wěn)狀態(tài)；吊盤鋼絲繩張緊力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了吊盤鋼絲繩張力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與異常報(bào)警，為吊盤提升系統(tǒng)增加了一套保護(hù)。大量技術(shù)成果的實(shí)際應(yīng)用使得各掘進(jìn)循環(huán)吊盤起降時(shí)間由傳統(tǒng)方式所需的1小時(shí)以上耗時(shí)降低至20分鐘，極大提高了工作效率和安全性，杜絕了穩(wěn)車超載風(fēng)險(xiǎn)。多材料復(fù)合動(dòng)態(tài)調(diào)控注漿技術(shù)，使得井筒工作面注漿堵水效率提高至90%以上，特別是對(duì)微細(xì)裂隙發(fā)育地段起到了良好的堵水效果。

本溪思山嶺項(xiàng)目超深井技術(shù)開(kāi)發(fā)歷時(shí)兩年多，成果通過(guò)了北京市科委組織的項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收，標(biāo)志著華冶集團(tuán)在科技創(chuàng)新方面取得了歷史性突破，奠定了華冶集團(tuán)在國(guó)內(nèi)冶金礦山豎井施工技術(shù)上的領(lǐng)先地位。

華冶集團(tuán)邯鄲馬萬(wàn)水分公司應(yīng)用自主開(kāi)發(fā)的成套超深井技術(shù)先后承建了6條井深超1000米豎井施工，施工技術(shù)工藝不斷得到改進(jìn)和提升，成為國(guó)內(nèi)超深井施工的“王牌軍”。

四、面向未來(lái)

近幾年，一種叫做“建筑信息模型”的BIM技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域如火如荼。有一本書對(duì)BIM技術(shù)的神奇功能做了一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比，在CAD時(shí)代，設(shè)計(jì)師分別畫不同的建筑圖；BIM時(shí)代，不同的建筑圖從同一個(gè)模型得到。在實(shí)際工作中，如果我們改變一個(gè)建筑的所有門窗尺寸，CAD可能需要逐個(gè)修改平面圖、立體圖和剖面圖，而BIM只是點(diǎn)一下鼠標(biāo)就能完成。隨著該技術(shù)知識(shí)的不斷普及，越來(lái)越多的人知道了BIM技術(shù)化腐朽為神奇的功用。

在礦山施工領(lǐng)域，盡管井巷掘砌技術(shù)發(fā)展比較緩慢，距離BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣還有一段距離，但它掀起的現(xiàn)代化技術(shù)浪潮的沖擊力早已沖破了行業(yè)壁壘。2018年3月初，邯鄲馬萬(wàn)水分公司機(jī)關(guān)全體員工到影院集體觀看了電影紀(jì)錄片《厲害了，我的國(guó)》。電影里舉世聞名的珠港澳大橋海上合攏作業(yè)的壯觀場(chǎng)面，震撼了每一個(gè)馬萬(wàn)水人的心。那個(gè)比當(dāng)今世界上最大的航母還要大很多的吊裝船，堪稱國(guó)之重器。這種大國(guó)工匠精神深深根植于礦山建設(shè)者的心中。

別人沒(méi)有的我有，別人有的我更好；別人不能干的我能干，別人能干的我干得更快更好。這是冶建人對(duì)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力最通俗的詮釋。新時(shí)代的馬萬(wàn)水人在思考，先進(jìn)技術(shù)是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的制高點(diǎn)，如何建立開(kāi)放型的技術(shù)創(chuàng)新體系，保持“站在排頭不讓，把著紅旗不放”的奮勇?tīng)?zhēng)先精神屹立不倒，出路何在，基石何在。

中國(guó)五礦2018年工作會(huì)議明確指出，未來(lái)八年，中國(guó)五礦轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方式就是實(shí)施和推進(jìn)智能礦業(yè)發(fā)展規(guī)劃，向世界一流金屬礦產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)目標(biāo)奮進(jìn)。中國(guó)五礦黨委副書記總經(jīng)理、中冶集團(tuán)董事長(zhǎng)國(guó)文清要求加強(qiáng)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新工作的領(lǐng)導(dǎo)，讓技術(shù)人才團(tuán)隊(duì)擔(dān)當(dāng)起基本建設(shè)主力軍、冶金建設(shè)國(guó)家隊(duì)、新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑者的先鋒隊(duì)。

為此，華冶集團(tuán)馬萬(wàn)水分公司未雨綢繆，提出了建立技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新“一體兩翼”齊頭并進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)新戰(zhàn)略，要求核心技術(shù)再鞏固再發(fā)展再提升，同時(shí)應(yīng)用和推廣現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管理方式科學(xué)化和管理手段現(xiàn)代化，把建設(shè)智慧工地、智能化管理列入五年發(fā)展規(guī)劃，在工程項(xiàng)目上逐步實(shí)現(xiàn)由制造到智造的轉(zhuǎn)變，大力應(yīng)用和開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、BIM技術(shù)、二維碼技術(shù)，在超深井核心技術(shù)方面注入現(xiàn)代信息技術(shù)元素，做到機(jī)械化與信息化柔性集成，相互促進(jìn)，相得益彰。在管理提升方面，逐步改進(jìn)傳統(tǒng)手工調(diào)度方式，借鑒BIM技術(shù)在施工管理方面的成果經(jīng)驗(yàn)，推進(jìn)智能調(diào)度系統(tǒng)和基于BIM技術(shù)與PM技術(shù)有機(jī)融合的新型項(xiàng)目綜合管控平臺(tái)建設(shè)和應(yīng)用，把施工組織管理提高到一個(gè)新水平。

一位員工在睡夢(mèng)中突發(fā)奇想，想出了一個(gè)“一招鮮，吃遍天”的招數(shù)，就是我們的超深井施工能不能像中鐵使用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧道開(kāi)鑿那樣，發(fā)明一套類似的機(jī)械系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)超深井自動(dòng)化作業(yè)。這是一個(gè)普通人的夢(mèng)，笑談之余，也引發(fā)我們深思，這何嘗不是一個(gè)偉大的夢(mèng)呢？因?yàn)椋萍紕?chuàng)新需要夢(mèng)想，夢(mèng)想是創(chuàng)新的溫床。

搶占技術(shù)創(chuàng)新制高點(diǎn)，從夢(mèng)想開(kāi)始。  ?。ㄗ髡邌挝唬褐袊?guó)華冶集團(tuán)）