技術(shù)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(shù)開發(fā)紀(jì)實

武平文/文     發(fā)布日期：2018-03-13


一、戰(zhàn)略引領(lǐng)

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(shù)幸而獨善其身，保住了馬萬水英雄集體這面旗幟歷經(jīng)風(fēng)雨而不褪色。

2018年伊始，中國華冶集團高瞻遠矚，基于礦山建設(shè)業(yè)務(wù)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(shè)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(wù)重合并且專業(yè)體系不完整，一個設(shè)備安裝分公司的設(shè)備安裝主營業(yè)務(wù)僅僅是礦山業(yè)務(wù)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(wù)優(yōu)勢互補，形成了完整的主營業(yè)務(wù)鏈，專業(yè)結(jié)構(gòu)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(shè)國家隊目標(biāo)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(shù)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(lǐng)，為實現(xiàn)公司轉(zhuǎn)型發(fā)展目標(biāo)而努力奮斗”的工作報告。此時，華冶集團剛剛?cè)〉媒ㄖ┕ぬ丶壻Y質(zhì)和喜獲中冶集團2017年度全面完成預(yù)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(shù)應(yīng)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(shù)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(lǐng)導(dǎo)干部培訓(xùn)班。這一年的培訓(xùn)班報名參加的人數(shù)多達300多人，不得不把培訓(xùn)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(lǐng)導(dǎo)干部培訓(xùn)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(biāo)分析，指出在技術(shù)創(chuàng)新這個關(guān)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(shù)上領(lǐng)先，誰就能搶占市場競爭制高點，誰就能做行業(yè)領(lǐng)跑者。

至此，華冶集團的這一頂層設(shè)計，把邯鄲馬萬水分公司置于打造核心競爭力的風(fēng)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(jié)構(gòu)調(diào)整和供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革風(fēng)起云涌。馬萬水分公司在主營業(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(wù)進行了重新定位，構(gòu)建了以超深井為重點業(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)的主營業(yè)務(wù)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(wù)根基。

隨著鑿井深度的增加，豎井的施工難度、安全風(fēng)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(zāi)害以及深部通風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)和直接可參照的施工技術(shù)，需要進行研究、探索、論證與開發(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，針對不同巖性進行深孔控制爆破技術(shù)研究等機械力學(xué)地質(zhì)試驗，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、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(shù)業(yè)專攻

對這個技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)的研究，攻克1500米豎井機械化施工成套裝備、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。

完成了主營業(yè)務(wù)定位之后，打造核心競爭力就有了新的導(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，進行科技創(chuàng)新立項和資源配置，從專利、工法、施工組織設(shè)計、科技論文等幾個方面展開科技攻關(guān)，開發(fā)成套施工技術(shù)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(shù)開發(fā)的法寶。為此，華冶集團調(diào)集建井、機電、地質(zhì)等各方面專家組成了強大的技術(shù)開發(fā)團隊，開始了技術(shù)研發(fā)的系統(tǒng)規(guī)劃和實施。理論指導(dǎo)、基礎(chǔ)試驗、設(shè)備選型、工藝設(shè)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(zhuǎn)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(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，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(yīng)用，各項性能滿足設(shè)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(yīng)用，井架天輪平臺設(shè)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(shù)在傳統(tǒng)鑿井工藝基礎(chǔ)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(zhuǎn)配小型挖掘機、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(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(yīng)力原始資料。結(jié)合其他試驗方法，對井壁圍巖巖爆傾向性進行了分析。應(yīng)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(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)測系統(tǒng)的應(yīng)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(shù)成果的實際應(yīng)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(fēng)險。多材料復(fù)合動態(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(shù)開發(fā)歷時兩年多，成果通過了北京市科委組織的項目結(jié)題驗收，標(biāo)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(shù)上的領(lǐng)先地位。

華冶集團邯鄲馬萬水分公司應(yīng)用自主開發(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(shù)在建筑施工領(lǐng)域如火如荼。有一本書對BIM技術(shù)的神奇功能做了一個簡單對比，在CAD時代，設(shè)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(biāo)就能完成。隨著該技術(shù)知識的不斷普及，越來越多的人知道了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，邯鄲馬萬水分公司機關(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》。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(dāng)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(shè)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(shù)是企業(yè)核心競爭力的制高點，如何建立開放型的技術(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(zhuǎn)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(biāo)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(shù)創(chuàng)新工作的領(lǐng)導(dǎo)，讓技術(shù)人才團隊擔(dān)當(dāng)起基本建設(shè)主力軍、冶金建設(shè)國家隊、新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)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(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新“一體兩翼”齊頭并進創(chuàng)新驅(qū)動新戰(zhàn)略，要求核心技術(shù)再鞏固再發(fā)展再提升，同時應(yīng)用和推廣現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(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，在工程項目上逐步實現(xiàn)由制造到智造的轉(zhuǎn)變，大力應(yīng)用和開發(fā)無人機技術(shù)、機器人技術(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(shù)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(shù)與PM技術(shù)有機融合的新型項目綜合管控平臺建設(shè)和應(yīng)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(gòu)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(shù)創(chuàng)新制高點，從夢想開始。  ?。ㄗ髡邌挝唬褐袊A冶集團）