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走高技术高质量发展之路

2019-05-16 09:22:00      作者:

  本报记者 陈聃 通讯员 何磊

  近年来,中国华冶集团坚定不移走高技术、高质量发展之路。其技术团队研发的竖井施工装备与工艺技术成果,不仅实现了被誉为“双超”工程的本溪龙新矿业思山岭副井工程提前12天竣工、刷新10米大直径最深竖井施工纪录,还先后荣获北京市科技进步三等奖、中国施工企业管理协会科技进步一等奖。这标志着该项目成果进入成熟应用阶段,并得到行业的认可,也标志着由项目首席专家马维清带领的技术团队迈入国内超深竖井施工技术领域一流梯队。

  机遇与挑战

  担当冶金矿山建设“国家队”的光荣使命

  随着浅部矿产资源的逐渐枯竭,向千米以下深部开采是未来我国矿业发展的必然趋势。随着辽宁本溪陈台沟、思山岭铁矿等埋深1200米以上的大规模超深矿山开工建设,大直径超深竖井施工成为深部资源开发的首要难题。国家《“十三五”国家科技创新规划》面向2030年“深度”布局,提出了“深空、深海、深地、深蓝”一系列重大项目与国家科技重大专项。在历史机遇与挑战面前,中国华冶义不容辞担当了超深竖井施工技术开拓的急先锋,担当了冶金矿山建设国家队的光荣使命。

  依托于中国华冶组建的中冶矿山施工工程技术中心在成立时,便将超深竖井施工成套技术作为工程中心重点研究方向,大力开展竖井施工装备与工艺研究,不断优化千米竖井施工技术,试验开发1200米以上超深竖井施工技术,并应用这些技术先后建设了9座千米竖井。面对设计深度达1503.9米的国内大直径最深竖井——思山岭铁矿副井这项刷新纪录的工程项目施工,机遇与挑战又一次摆在中国华冶技术团队面前。中国华冶首席专家马维清带领中国华冶技术团队联合高校、企业等3家单位,成功争取了北京市科技计划项目立项支持,义不容辞地担当冶金矿山建设“国家队”的光荣使命,开始了攻克超深竖井一道道难题的创新之路。

  攻坚与克难

  创新解决超深竖井施工关键技术难题

  超深竖井施工难在哪儿呢?一是传统的施工装备适用于千米级深竖井的施工,随着井筒直径增大、深度增加,井下施工装备向着大型化发展,传统凿井井架等装备不再适用,成套装备和技术需重新研发。二是井深增加,地压增大,对井筒的结构形成威胁;提升容器长距离运行更容易碰撞井筒。三是直径增大,用来悬吊井筒内施工装备的稳车数量大增,确保它们受力均衡就非常关键和困难。

  中国华冶技术团队通过设计理论创新,试验室模拟研究等手段,成功研发了井架、伞钻等凿井核心装备。该项目联合中国矿业大学将凿井井架支撑结构设计为“人”字型,将传统“日”字型天轮平台结构优化为“目”字型,解决了井架受力不对称等问题;天轮平台采用“个”字型支撑,不仅使井架翻矸台下空间较大,使得井架承受荷载能力在600吨以上,较Ⅴ型凿井井架荷载能力提升在40%以上,顺利解决了大直径超深竖井施工首要的井架问题。他们与宣化华泰矿冶设备有限公司联合研发了国内首台全液压六臂伞钻,替代了传统的气动伞钻;通过液压连动平动机构、液压泵站一体化设计以及液压缸-钢丝绳行程倍增推进系统创新,实现全液压动力快速凿岩,能耗较传统气动伞钻降低在60%以上,凿岩效率提高2倍以上,降低能耗、减少材料损耗效果显著。该公司技术人员还开发了深大竖井施工吊盘、井壁模板等大型装备,攻克了提升、悬吊、凿岩、装岩、砌壁等装备配套技术。

  针对井筒深度增加带来的技术难题,该公司技术人员通过吊桶运行摆幅监测系统,实现了对大深度提升容器运行状态的测试,保障了提升安全;通过井筒深部井壁应力应变无线监测系统实现了对井壁状态的动态监测,让井壁在高地应力环境下支护机构破坏前及时预警成为现实。为了解决冶金矿山竖井马头门多、施工速度慢这一“瓶颈”,该公司技术团队创新开发了模块化马头门整体模板支护技术,实现大断面马头门快速安全施工,施工人员和工期较传统技术均减少在50%以上。

  基于这些技术创新,该项目最终形成了超深竖井施工成套装备与工艺技术体系,有力保障了刷新我国目前已完工的10米以上直径的最深竖井——思山岭铁矿副井的顺利竣工。该项目申报专利21项,发表论文25篇,评定省部级工法4项,取得了丰硕的成果。

  效率与效益

  技术创新成为驱动企业发展的不竭动力

  高技术、高质量引领企业发展之路。中国华冶技术团队研发的该项目成果在思山岭铁矿副井工程示范应用,应用效果显著,实现了提前竣工,节约施工成本1200余万元,被誉为目前国内已完工首项“双超”项目竖井工程,刷新了中国冶金矿山建设超深竖井施工新纪录。中国华冶超深竖井施工成套技术得到了市场的广泛认可,并陆续承接了陈台沟铁矿副井等竖井工程,使企业在矿山建设领域得到长足发展,收获行业信誉和荣誉。

  施工效率明显提高。高技术、高质量超深竖井施工技术的突破,对我国矿山建设推动意义非同小可。该项目成果实现了凿井施工机械化,装备动力液压化;减少了50%的井筒作业人员,实现了“少人则安”;大大降低了工人劳动强度,改善了作业环境,保障了工人健康安全;新装备的应用与推广降低能耗在50%以上,节能降耗成效显著。得益于新技术带来的效率提升和安全保障,该竖井建设工期得以缩短,实现矿山提前建成投产,为矿山建设单位节约了大量贷款利息,提前实现生产收入,为增强我国矿山企业竞争力,稳定矿区经济发展起到了促进作用。该项目的示范工程也受到国际矿业届密切关注,南非、俄罗斯、巴西等矿业专家多次考察项目,扩大了我国矿山建设技术在国际上的影响力。

  中国华冶将坚定不移地走高技术、高质量发展之路。中国华冶技术团队研发超深竖井施工装备与工艺技术成果和在冶金矿业施工建设中应用,承载着项目组成员的智慧与艰辛付出,承载着中国华冶志在开发深地资源领跑者的梦想与执着,承载着中国华冶、中国中冶在中国冶金矿业施工建设的“国家队”的光荣使命。中国华冶超深井技术团队将继续披荆斩棘,带着矿山建设“国家队”的光荣使命,向着攻克2000米级超深竖井施工关键技术理论以及装备工艺难题的目标前进。

  《中国冶金报》(2019年05月16日 04版四版)

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