得益于新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，可可蓋煤礦建成國(guó)內(nèi)首個(gè)“5G+智能化建井”系統(tǒng)，徹底改變了煤礦工人入地打井的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)煤礦工人“打井不下井”——

可可蓋煤礦打井記

(資料圖片)

航拍位于榆林市榆陽(yáng)區(qū)小紀(jì)汗鄉(xiāng)的可可蓋煤礦。 記者 王熙攝

千萬(wàn)噸級(jí)的大型煤礦在國(guó)家能源保供中發(fā)揮著重要作用，但受傳統(tǒng)建井技術(shù)影響，建設(shè)周期往往較長(zhǎng)，一般需要10年左右，有的光打井筒就耗費(fèi)近10年。

而地處毛烏素沙漠邊緣的可可蓋煤礦卻改寫(xiě)了這一慣例：2018年辦理前期手續(xù)，2021年開(kāi)工建設(shè)，2024年計(jì)劃投產(chǎn)。

是什么讓這座年產(chǎn)量1500萬(wàn)噸的煤礦建井工期大幅縮短？5月中旬，記者走進(jìn)榆林市榆陽(yáng)區(qū)小紀(jì)汗鄉(xiāng)可可蓋村一探究竟。

從榆林市中心城區(qū)出發(fā)，驅(qū)車1個(gè)多小時(shí)，茫茫沙地之上，一個(gè)直徑達(dá)8.5米的巨大鉆機(jī)首先映入眼簾。

指著眼前的“龐然大物”，陜西延長(zhǎng)石油榆林可可蓋煤業(yè)有限公司副總經(jīng)理、總工程師劉全輝說(shuō)：“建井的本質(zhì)是解決‘入地難’的科學(xué)工程問(wèn)題。可可蓋煤礦在我國(guó)西部地區(qū)首次采用鉆井法工藝，通過(guò)地面遠(yuǎn)程操控大型鉆機(jī)施工大深立井，實(shí)現(xiàn)‘一鉆完井，高效成井’的無(wú)人化作業(yè)，建井效率大幅提高。”

從“0”到“1”，從理念到行動(dòng)，從地上到地下，困難重重。

可可蓋煤礦井田位于陜北侏羅紀(jì)煤田榆橫礦區(qū)北部，具有強(qiáng)富水、易變形、遇水泥化等特性。按照傳統(tǒng)的鉆爆法建井模式，施工中容易引發(fā)突水、潰沙、坍塌等事故災(zāi)害。

經(jīng)過(guò)多次考察論證，延長(zhǎng)石油提出“智能化建井，建智能礦井”的理念，采用敞開(kāi)式全斷面掘進(jìn)機(jī)施工超長(zhǎng)斜井和鉆井法工藝施工大深立井的建設(shè)方案，向“5G+智能化建井”技術(shù)的“深水區(qū)”探索創(chuàng)新。

在超長(zhǎng)斜井施工中，原本應(yīng)用于水利、交通等施工現(xiàn)場(chǎng)的掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)在埋深500米的井下，5G信號(hào)無(wú)法跟隨掘進(jìn)機(jī)“同進(jìn)同退”。機(jī)器等信號(hào)，拖了打井的“后腿”。

“井下作業(yè)，時(shí)間就是生命線。以往在建井時(shí)，基站延伸建設(shè)存在滯后性，機(jī)器得等信號(hào)，時(shí)常干一會(huì)兒，停一會(huì)兒。”中國(guó)聯(lián)通榆林分公司副總經(jīng)理張翔宇說(shuō)。

為此，延長(zhǎng)石油與陜西聯(lián)通歷時(shí)4年聯(lián)合攻關(guān)，通過(guò)核心網(wǎng)、邊緣計(jì)算技術(shù)下沉，率先應(yīng)用“5G+精確定位”本安型融合基站，并在井下安裝“鏡狀”無(wú)源電磁超表面裝置，對(duì)5G信號(hào)進(jìn)行加強(qiáng)延伸，解決了信號(hào)“跟隨”難題。

在5G大帶寬、廣連接、低時(shí)延的助力下，敞開(kāi)式全斷面掘進(jìn)機(jī)在井下快速推進(jìn)，可可蓋煤礦創(chuàng)造了月進(jìn)尺812.6米的吉尼斯世界紀(jì)錄。同時(shí)，5G技術(shù)的多場(chǎng)景應(yīng)用滿足了可可蓋煤礦差異化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求，不僅減少后期網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本三分之一，累計(jì)節(jié)約成本60%，還提高建井效率3至5倍，縮短工期2年。

劉全輝算了一筆賬：“按照傳統(tǒng)建井技術(shù)，可可蓋煤礦需要建5個(gè)立井，而現(xiàn)在只用建3個(gè)，2個(gè)斜井的井底還不用建車廠，加上使用鉆井法工藝全過(guò)程綠色施工等，各環(huán)節(jié)粗算下來(lái)節(jié)省投資20億元。”

得益于新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，可可蓋煤礦建成國(guó)內(nèi)首個(gè)“5G+智能化建井”系統(tǒng)，徹底改變了煤礦工人入地打井的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)煤礦工人“打井不下井”。

37歲的張俊星是可可蓋煤礦機(jī)電部的一名員工。從事煤礦建井15年，張俊星對(duì)過(guò)往的“黑領(lǐng)”生活記憶猶新：井下潮濕陰暗、粉塵大，充滿危險(xiǎn)，等干完活兒，渾身沾滿煤灰，“留白”的就只剩下眼睛和牙齒，洗澡都得洗好幾遍。

在可可蓋煤礦，張俊星的“夢(mèng)想”照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。他笑著說(shuō)：“現(xiàn)在，咱也成‘白領(lǐng)’了。坐在辦公室，一鍵啟動(dòng)就能遠(yuǎn)程操控井下設(shè)備，安全又高效。”

去年6月，可可蓋煤礦“5G+智能化建井”項(xiàng)目通過(guò)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)鑒定，專家組認(rèn)為“該項(xiàng)目研究方法科學(xué)，技術(shù)路線合理，研究成果整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，建議進(jìn)一步加強(qiáng)推廣應(yīng)用。”去年年底，可可蓋煤礦“5G+智能化建井”項(xiàng)目獲得第五屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽一等獎(jiǎng)，成為我國(guó)能源行業(yè)唯一獲此殊榮的項(xiàng)目。

陜西延長(zhǎng)石油榆林可可蓋煤業(yè)有限公司總經(jīng)理汪青倉(cāng)說(shuō)：“可可蓋煤礦‘5G+智能化建井’模式填補(bǔ)了智能化建井技術(shù)空白，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)‘有人安全巡視、無(wú)人掘進(jìn)操作’的安全高效建井模式，讓創(chuàng)建本質(zhì)安全礦井成為可能。”

6月16日，可可蓋煤礦北一風(fēng)井開(kāi)始鉆進(jìn)。忙完供電和設(shè)備安裝，張俊星說(shuō)：“這是一期工程開(kāi)鉆的最后一口立井，以后下井打井或許會(huì)成為歷史。”

中國(guó)工程院院士王雙明表示，當(dāng)前，我國(guó)煤炭資源開(kāi)發(fā)由淺埋深向中深埋深轉(zhuǎn)變。可可蓋煤礦“5G+智能化建井”系統(tǒng)的成功實(shí)踐，為我國(guó)煤炭資源高效開(kāi)發(fā)提供了可復(fù)制、能借鑒、能推廣的建井新模式。

“我們已經(jīng)接待了60多家煤礦企業(yè)前來(lái)調(diào)研學(xué)習(xí)，智能化建井模式在陶忽圖煤礦等實(shí)現(xiàn)技術(shù)輸出。”汪青倉(cāng)說(shuō)，一路走來(lái)，質(zhì)疑、困惑和堅(jiān)守并存，但可可蓋煤礦人始終以勇立潮頭、爭(zhēng)當(dāng)時(shí)代弄潮兒的志向和氣魄攻克一個(gè)又一個(gè)難題，成功實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦智能化建井基礎(chǔ)理論、技術(shù)裝備和工程實(shí)踐的新突破，引領(lǐng)我國(guó)煤礦智能化建設(shè)新方向。

中國(guó)工程院院士王國(guó)法說(shuō)：“今后一段時(shí)期，我國(guó)相當(dāng)一部分新建礦井均位于山西、陜西、內(nèi)蒙古交界處，煤層埋深超過(guò)400米。同處地質(zhì)條件接近的鄂爾多斯盆地，可可蓋煤礦‘5G+智能化建井’模式為該地區(qū)礦井建設(shè)提供可復(fù)制模板，具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。”

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