技術工匠打造神斧重器

——華冶集團邯鄲馬萬水分公司超深井施工技術開發(fā)紀實

武平文/文     發(fā)布日期：2018-03-13


一、戰(zhàn)略引領

中國華冶集團下屬的邯鄲馬萬水分公司，是以第一屆全國勞模馬萬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沖擊下，依靠超深井施工特色技術幸而獨善其身，保住了馬萬水英雄集體這面旗幟歷經(jīng)風雨而不褪色。

2018年伊始，中國華冶集團高瞻遠矚，基于礦山建設業(yè)務持續(xù)回暖，中冶集團與中國五礦合并重組生發(fā)的“千億內(nèi)部市場”紅利，做出了振興礦業(yè)的戰(zhàn)略決策，將原邯鄲設備安裝分公司、湖北分公司和邯鄲馬萬水分公司重組整合為新的邯鄲馬萬水分公司。整合前，三個分公司中，有兩個分公司業(yè)務重合并且專業(yè)體系不完整，一個設備安裝分公司的設備安裝主營業(yè)務僅僅是礦山業(yè)務中的一環(huán)，在市場營銷、施工規(guī)模上都存在短板。三個公司整合后，實現(xiàn)了主營業(yè)務優(yōu)勢互補，形成了完整的主營業(yè)務鏈，專業(yè)結構趨于完整。華冶集團公司要求馬萬水分公司傳承和發(fā)展“站在排頭不讓，把住紅旗不放”的馬萬水精神，抓住新機遇，走進新時代，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，向礦山建設國家隊目標奮進。

在強手林立、完全競爭類行業(yè)，作為一個專業(yè)化分公司，憑什么立于不敗之地？憑什么傲視群雄？答案是：核心競爭力。其中，技術創(chuàng)新是核心競爭力的決定性因素。

2018年2月8日，中國華冶集團在天津召開了2018年工作會議。黨委書記、董事長劉玉軍代表經(jīng)營層向大會作了題為“新時代搶抓新機遇，新征程戰(zhàn)略引領，為實現(xiàn)公司轉型發(fā)展目標而努力奮斗”的工作報告。此時，華冶集團剛剛取得建筑施工特級資質和喜獲中冶集團2017年度全面完成預算獎，全公司員工還沉浸在“雙喜臨門”的喜悅之中。劉董事長在報告的中途，突然脫稿發(fā)言，提出了一個提高企業(yè)綜合競爭力的嚴肅話題，說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水分公司做大做強。同時，他還指出，在BIM技術應用開發(fā)上，華冶歷史欠賬較多，要求加快腳步，加大力度，補足短板。此時此刻，董事長的報告，把重點議題落在了核心競爭力這個盤面，報告的焦點落到了技術創(chuàng)新這個棋子上面來了。

農(nóng)歷正月初十，按照數(shù)十年的慣例，華冶集團在邯鄲舉辦了領導干部培訓班。這一年的培訓班報名參加的人數(shù)多達300多人，不得不把培訓班地點改在了中國五礦邯鄲礦業(yè)大樓大禮堂，人數(shù)之多，規(guī)模之大，為歷屆之最。華冶集團黨委副書記、總經(jīng)理周志軍專程從北京總部趕到會場，為大家上了一堂《如何培育企業(yè)核心競爭力》專題講座課。這個題目，在以往的領導干部培訓班上從來沒有講過。周總通過與金誠信集團和中冶集團內(nèi)部先進單位的對標分析，指出在技術創(chuàng)新這個關鍵要素方面，華冶集團和主要競爭對手處在同一起跑線上，誰在技術上領先，誰就能搶占市場競爭制高點，誰就能做行業(yè)領跑者。

至此，華冶集團的這一頂層設計，把邯鄲馬萬水分公司置于打造核心競爭力的風口浪尖。

二、選好課題

2008年以來，伴隨金融危機，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展此起彼伏，產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和供給側結構改革風起云涌。馬萬水分公司在主營業(yè)務定位和調(diào)整上，歷經(jīng)了滄海桑田的變換之后，逐漸領悟了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的本質和脈絡，從而緊緊抓住“到有草的地方牧羊，到有礦的地方開采”這個牛鼻子，從夾縫中覓得了一線生機，尋到了一個立足之地。隨著淺部礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭，向深部開采是未來國內(nèi)礦業(yè)發(fā)展的必然趨勢。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入1000米以下開采，掀開了我國礦山深井開采的序幕。豎井是深井礦山開拓的最主要的方式。 “十一五”期間全國每年有近300個井筒施工，其中有超過30個千米深井井筒，千米以上深豎井施工呈明顯增加趨勢。這就是從紅海之中生發(fā)出的一片藍海。因此，馬萬水分公司經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)研和分析，對自己的主營業(yè)務進行了重新定位，構建了以超深井為重點業(yè)務、以設備安裝和維保為配套業(yè)務、以礦山包采為高端業(yè)務的主營業(yè)務體系，為提高市場占有率和提升產(chǎn)能奠定了堅實的業(yè)務根基。

隨著鑿井深度的增加，豎井的施工難度、安全風險不斷增加，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害以及深部通風問題突出，井壁穩(wěn)定性經(jīng)受更大考驗，工作面作業(yè)溫度高嚴重影響施工效率和危害人員安全。目前對于1500米深級別的礦井，我國還沒有施工標準和直接可參照的施工技術，需要進行研究、探索、論證與開發(fā)。確定的主要課題架構包括超深井施工工藝及裝備、地壓災害防控技術、施工環(huán)境與安全保障技術。其中，不但要進行應力狀態(tài)、變形特征以及巖石力學特性與井筒深度的相關性研究，針對不同巖性進行深孔控制爆破技術研究等機械力學地質試驗，應用大風量、低溫升送風技術調(diào)控工作面微氣候環(huán)境等一系列基礎性研究，還要完成包括基于鑿井提升荷載要求的新型井架結構設計、吊盤和馬頭門整體支護模板等裝備的開發(fā)以及鑿井工藝優(yōu)化等實驗性定型研究。

三、術業(yè)專攻

對這個技術項目，決定總體開發(fā)思路是：依托在建的本溪思山嶺鐵礦副井工程項目，遵循理論研究和試驗先行，裝備選型隨行就位，成果檢驗持續(xù)改進，進行1500米豎井施工關鍵技術的研究，攻克1500米豎井機械化施工成套裝備、地壓災害防控、安全信息化監(jiān)控及通風降溫等技術難題，形成一系列可轉化的技術成果。

完成了主營業(yè)務定位之后，打造核心競爭力就有了新的導向，把超深井施工技術作為關鍵技術，圍繞超深井施工中遇到的難題，進行科技創(chuàng)新立項和資源配置，從專利、工法、施工組織設計、科技論文等幾個方面展開科技攻關，開發(fā)成套施工技術和工藝。

集中力量辦大事，是中國特色社會主義制度優(yōu)勢，也是技術開發(fā)的法寶。為此，華冶集團調(diào)集建井、機電、地質等各方面專家組成了強大的技術開發(fā)團隊，開始了技術研發(fā)的系統(tǒng)規(guī)劃和實施。理論指導、基礎試驗、設備選型、工藝設計等各個環(huán)節(jié)，統(tǒng)一步調(diào)，協(xié)同推進，有序進行。在研發(fā)過程中，課題組調(diào)用了動態(tài)信號檢測儀、壓力傳感器和旋轉編碼器、穩(wěn)車集散系統(tǒng)控制裝置，進行了數(shù)百次現(xiàn)場試驗，收集了上千個指標數(shù)據(jù)，取得了一系列的技術成果，形成新裝置、新工藝及相關技術成果13項，發(fā)表論文17篇，評定省部級工法3項，申報專利15項（其中發(fā)明專利6項）。主要科技成果通過在建思山嶺工程進行了示范性應用，各項性能滿足設計要求。研發(fā)的新型鑿井井架為國內(nèi)首個10米凈直徑、深度1500米以上井筒應用，井架天輪平臺設計滿足了雙提升、多穩(wěn)車懸吊等使用要求，經(jīng)加載測試，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)運行。該技術在傳統(tǒng)鑿井工藝基礎上進行優(yōu)化，形成了1500米豎井機械化施工工藝，雙提升系統(tǒng)、雙中心回轉配小型挖掘機、炮眼利用率超90%的5米深孔控制爆破技術的應用使得井筒基巖段掘進效率較傳統(tǒng)工藝提升約30%。模塊化馬頭門整體支護模板施工技術的應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，馬頭門施工質量良好。井壁應力應變監(jiān)測及微震監(jiān)測系統(tǒng)在思山嶺鐵礦副井深部進行了布置，獲取了大量地應力原始資料。結合其他試驗方法，對井壁圍巖巖爆傾向性進行了分析。應用課題研發(fā)的釋能支護系統(tǒng)，有效避免了深部井壁圍巖巖爆災害，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)、吊盤液壓自動平衡系統(tǒng)的應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)測系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)了吊盤鋼絲繩張力的實時監(jiān)測與異常報警，為吊盤提升系統(tǒng)增加了一套保護。大量技術成果的實際應用使得各掘進循環(huán)吊盤起降時間由傳統(tǒng)方式所需的1小時以上耗時降低至20分鐘，極大提高了工作效率和安全性，杜絕了穩(wěn)車超載風險。多材料復合動態(tài)調(diào)控注漿技術，使得井筒工作面注漿堵水效率提高至90%以上，特別是對微細裂隙發(fā)育地段起到了良好的堵水效果。

本溪思山嶺項目超深井技術開發(fā)歷時兩年多，成果通過了北京市科委組織的項目結題驗收，標志著華冶集團在科技創(chuàng)新方面取得了歷史性突破，奠定了華冶集團在國內(nèi)冶金礦山豎井施工技術上的領先地位。

華冶集團邯鄲馬萬水分公司應用自主開發(fā)的成套超深井技術先后承建了6條井深超1000米豎井施工，施工技術工藝不斷得到改進和提升，成為國內(nèi)超深井施工的“王牌軍”。

四、面向未來

近幾年，一種叫做“建筑信息模型”的BIM技術在建筑施工領域如火如荼。有一本書對BIM技術的神奇功能做了一個簡單對比，在CAD時代，設計師分別畫不同的建筑圖；BIM時代，不同的建筑圖從同一個模型得到。在實際工作中，如果我們改變一個建筑的所有門窗尺寸，CAD可能需要逐個修改平面圖、立體圖和剖面圖，而BIM只是點一下鼠標就能完成。隨著該技術知識的不斷普及，越來越多的人知道了BIM技術化腐朽為神奇的功用。

在礦山施工領域，盡管井巷掘砌技術發(fā)展比較緩慢，距離BIM技術的應用和推廣還有一段距離，但它掀起的現(xiàn)代化技術浪潮的沖擊力早已沖破了行業(yè)壁壘。2018年3月初，邯鄲馬萬水分公司機關全體員工到影院集體觀看了電影紀錄片《厲害了，我的國》。電影里舉世聞名的珠港澳大橋海上合攏作業(yè)的壯觀場面，震撼了每一個馬萬水人的心。那個比當今世界上最大的航母還要大很多的吊裝船，堪稱國之重器。這種大國工匠精神深深根植于礦山建設者的心中。

別人沒有的我有，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。這是冶建人對企業(yè)核心競爭力最通俗的詮釋。新時代的馬萬水人在思考，先進技術是企業(yè)核心競爭力的制高點，如何建立開放型的技術創(chuàng)新體系，保持“站在排頭不讓，把著紅旗不放”的奮勇爭先精神屹立不倒，出路何在，基石何在。

中國五礦2018年工作會議明確指出，未來八年，中國五礦轉型發(fā)展的主要方式就是實施和推進智能礦業(yè)發(fā)展規(guī)劃，向世界一流金屬礦產(chǎn)企業(yè)集團目標奮進。中國五礦黨委副書記總經(jīng)理、中冶集團董事長國文清要求加強對技術創(chuàng)新工作的領導，讓技術人才團隊擔當起基本建設主力軍、冶金建設國家隊、新興產(chǎn)業(yè)領跑者的先鋒隊。

為此，華冶集團馬萬水分公司未雨綢繆，提出了建立技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新“一體兩翼”齊頭并進創(chuàng)新驅動新戰(zhàn)略，要求核心技術再鞏固再發(fā)展再提升，同時應用和推廣現(xiàn)代信息技術，實現(xiàn)管理方式科學化和管理手段現(xiàn)代化，把建設智慧工地、智能化管理列入五年發(fā)展規(guī)劃，在工程項目上逐步實現(xiàn)由制造到智造的轉變，大力應用和開發(fā)無人機技術、機器人技術、BIM技術、二維碼技術，在超深井核心技術方面注入現(xiàn)代信息技術元素，做到機械化與信息化柔性集成，相互促進，相得益彰。在管理提升方面，逐步改進傳統(tǒng)手工調(diào)度方式，借鑒BIM技術在施工管理方面的成果經(jīng)驗，推進智能調(diào)度系統(tǒng)和基于BIM技術與PM技術有機融合的新型項目綜合管控平臺建設和應用，把施工組織管理提高到一個新水平。

一位員工在睡夢中突發(fā)奇想，想出了一個“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機進行隧道開鑿那樣，發(fā)明一套類似的機械系統(tǒng)，實現(xiàn)超深井自動化作業(yè)。這是一個普通人的夢，笑談之余，也引發(fā)我們深思，這何嘗不是一個偉大的夢呢？因為，科技創(chuàng)新需要夢想，夢想是創(chuàng)新的溫床。

搶占技術創(chuàng)新制高點，從夢想開始。  ?。ㄗ髡邌挝唬褐袊A冶集團）