本報(bào)記者 陳聃 通訊員 何磊
近年來,中國華冶集團(tuán)堅(jiān)定不移走高技術(shù)、高質(zhì)量發(fā)展之路。其技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的豎井施工裝備與工藝技術(shù)成果,不僅實(shí)現(xiàn)了被譽(yù)為“雙超”工程的本溪龍新礦業(yè)思山嶺副井工程提前12天竣工、刷新10米大直徑最深豎井施工紀(jì)錄,還先后榮獲北京市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、中國施工企業(yè)管理協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這標(biāo)志著該項(xiàng)目成果進(jìn)入成熟應(yīng)用階段,并得到行業(yè)的認(rèn)可,也標(biāo)志著由項(xiàng)目首席專家馬維清帶領(lǐng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)邁入國內(nèi)超深豎井施工技術(shù)領(lǐng)域一流梯隊(duì)。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)
擔(dān)當(dāng)冶金礦山建設(shè)“國家隊(duì)”的光榮使命
隨著淺部礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭,向千米以下深部開采是未來我國礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著遼寧本溪陳臺(tái)溝、思山嶺鐵礦等埋深1200米以上的大規(guī)模超深礦山開工建設(shè),大直徑超深豎井施工成為深部資源開發(fā)的首要難題。國家《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》面向2030年“深度”布局,提出了“深空、深海、深地、深藍(lán)”一系列重大項(xiàng)目與國家科技重大專項(xiàng)。在歷史機(jī)遇與挑戰(zhàn)面前,中國華冶義不容辭擔(dān)當(dāng)了超深豎井施工技術(shù)開拓的急先鋒,擔(dān)當(dāng)了冶金礦山建設(shè)國家隊(duì)的光榮使命。
依托于中國華冶組建的中冶礦山施工工程技術(shù)中心在成立時(shí),便將超深豎井施工成套技術(shù)作為工程中心重點(diǎn)研究方向,大力開展豎井施工裝備與工藝研究,不斷優(yōu)化千米豎井施工技術(shù),試驗(yàn)開發(fā)1200米以上超深豎井施工技術(shù),并應(yīng)用這些技術(shù)先后建設(shè)了9座千米豎井。面對(duì)設(shè)計(jì)深度達(dá)1503.9米的國內(nèi)大直徑最深豎井——思山嶺鐵礦副井這項(xiàng)刷新紀(jì)錄的工程項(xiàng)目施工,機(jī)遇與挑戰(zhàn)又一次擺在中國華冶技術(shù)團(tuán)隊(duì)面前。中國華冶首席專家馬維清帶領(lǐng)中國華冶技術(shù)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合高校、企業(yè)等3家單位,成功爭取了北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)支持,義不容辭地?fù)?dān)當(dāng)冶金礦山建設(shè)“國家隊(duì)”的光榮使命,開始了攻克超深豎井一道道難題的創(chuàng)新之路。
攻堅(jiān)與克難
創(chuàng)新解決超深豎井施工關(guān)鍵技術(shù)難題
超深豎井施工難在哪兒呢?一是傳統(tǒng)的施工裝備適用于千米級(jí)深豎井的施工,隨著井筒直徑增大、深度增加,井下施工裝備向著大型化發(fā)展,傳統(tǒng)鑿井井架等裝備不再適用,成套裝備和技術(shù)需重新研發(fā)。二是井深增加,地壓增大,對(duì)井筒的結(jié)構(gòu)形成威脅;提升容器長距離運(yùn)行更容易碰撞井筒。三是直徑增大,用來懸吊井筒內(nèi)施工裝備的穩(wěn)車數(shù)量大增,確保它們受力均衡就非常關(guān)鍵和困難。
中國華冶技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)理論創(chuàng)新,試驗(yàn)室模擬研究等手段,成功研發(fā)了井架、傘鉆等鑿井核心裝備。該項(xiàng)目聯(lián)合中國礦業(yè)大學(xué)將鑿井井架支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為“人”字型,將傳統(tǒng)“日”字型天輪平臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為“目”字型,解決了井架受力不對(duì)稱等問題;天輪平臺(tái)采用“個(gè)”字型支撐,不僅使井架翻矸臺(tái)下空間較大,使得井架承受荷載能力在600噸以上,較Ⅴ型鑿井井架荷載能力提升在40%以上,順利解決了大直徑超深豎井施工首要的井架問題。他們與宣化華泰礦冶設(shè)備有限公司聯(lián)合研發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)全液壓六臂傘鉆,替代了傳統(tǒng)的氣動(dòng)傘鉆;通過液壓連動(dòng)平動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓泵站一體化設(shè)計(jì)以及液壓缸-鋼絲繩行程倍增推進(jìn)系統(tǒng)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)全液壓動(dòng)力快速鑿巖,能耗較傳統(tǒng)氣動(dòng)傘鉆降低在60%以上,鑿巖效率提高2倍以上,降低能耗、減少材料損耗效果顯著。該公司技術(shù)人員還開發(fā)了深大豎井施工吊盤、井壁模板等大型裝備,攻克了提升、懸吊、鑿巖、裝巖、砌壁等裝備配套技術(shù)。
針對(duì)井筒深度增加帶來的技術(shù)難題,該公司技術(shù)人員通過吊桶運(yùn)行擺幅監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)大深度提升容器運(yùn)行狀態(tài)的測(cè)試,保障了提升安全;通過井筒深部井壁應(yīng)力應(yīng)變無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)井壁狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),讓井壁在高地應(yīng)力環(huán)境下支護(hù)機(jī)構(gòu)破壞前及時(shí)預(yù)警成為現(xiàn)實(shí)。為了解決冶金礦山豎井馬頭門多、施工速度慢這一“瓶頸”,該公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)了模塊化馬頭門整體模板支護(hù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)大斷面馬頭門快速安全施工,施工人員和工期較傳統(tǒng)技術(shù)均減少在50%以上。
基于這些技術(shù)創(chuàng)新,該項(xiàng)目最終形成了超深豎井施工成套裝備與工藝技術(shù)體系,有力保障了刷新我國目前已完工的10米以上直徑的最深豎井——思山嶺鐵礦副井的順利竣工。該項(xiàng)目申報(bào)專利21項(xiàng),發(fā)表論文25篇,評(píng)定省部級(jí)工法4項(xiàng),取得了豐碩的成果。
效率與效益
技術(shù)創(chuàng)新成為驅(qū)動(dòng)企業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力
高技術(shù)、高質(zhì)量引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展之路。中國華冶技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的該項(xiàng)目成果在思山嶺鐵礦副井工程示范應(yīng)用,應(yīng)用效果顯著,實(shí)現(xiàn)了提前竣工,節(jié)約施工成本1200余萬元,被譽(yù)為目前國內(nèi)已完工首項(xiàng)“雙超”項(xiàng)目豎井工程,刷新了中國冶金礦山建設(shè)超深豎井施工新紀(jì)錄。中國華冶超深豎井施工成套技術(shù)得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可,并陸續(xù)承接了陳臺(tái)溝鐵礦副井等豎井工程,使企業(yè)在礦山建設(shè)領(lǐng)域得到長足發(fā)展,收獲行業(yè)信譽(yù)和榮譽(yù)。
施工效率明顯提高。高技術(shù)、高質(zhì)量超深豎井施工技術(shù)的突破,對(duì)我國礦山建設(shè)推動(dòng)意義非同小可。該項(xiàng)目成果實(shí)現(xiàn)了鑿井施工機(jī)械化,裝備動(dòng)力液壓化;減少了50%的井筒作業(yè)人員,實(shí)現(xiàn)了“少人則安”;大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了作業(yè)環(huán)境,保障了工人健康安全;新裝備的應(yīng)用與推廣降低能耗在50%以上,節(jié)能降耗成效顯著。得益于新技術(shù)帶來的效率提升和安全保障,該豎井建設(shè)工期得以縮短,實(shí)現(xiàn)礦山提前建成投產(chǎn),為礦山建設(shè)單位節(jié)約了大量貸款利息,提前實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)收入,為增強(qiáng)我國礦山企業(yè)競爭力,穩(wěn)定礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了促進(jìn)作用。該項(xiàng)目的示范工程也受到國際礦業(yè)屆密切關(guān)注,南非、俄羅斯、巴西等礦業(yè)專家多次考察項(xiàng)目,擴(kuò)大了我國礦山建設(shè)技術(shù)在國際上的影響力。
中國華冶將堅(jiān)定不移地走高技術(shù)、高質(zhì)量發(fā)展之路。中國華冶技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)超深豎井施工裝備與工藝技術(shù)成果和在冶金礦業(yè)施工建設(shè)中應(yīng)用,承載著項(xiàng)目組成員的智慧與艱辛付出,承載著中國華冶志在開發(fā)深地資源領(lǐng)跑者的夢(mèng)想與執(zhí)著,承載著中國華冶、中國中冶在中國冶金礦業(yè)施工建設(shè)的“國家隊(duì)”的光榮使命。中國華冶超深井技術(shù)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)披荊斬棘,帶著礦山建設(shè)“國家隊(duì)”的光榮使命,向著攻克2000米級(jí)超深豎井施工關(guān)鍵技術(shù)理論以及裝備工藝難題的目標(biāo)前進(jìn)。
《中國冶金報(bào)》(2019年05月16日 04版四版)