文/楊景麟

“南美洲熱帶雨林中的一只蝴蝶，偶爾扇動(dòng)幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國得克薩斯州的一場龍卷風(fēng)?！边@便是著名的“蝴蝶效應(yīng)”。

巧合的是，源于一次關(guān)于煤礦巷道掘進(jìn)的“理念振翅”，也引起了煤炭行業(yè)掘進(jìn)裝備工藝的“顛覆效應(yīng)”，打造出了陜煤榆北智能快掘“行業(yè)范本”，這個(gè)過程正如蝴蝶沖破卵蛹，振動(dòng)雙翅，悄無聲息卻在“刻意間”改變了榆北，也為整個(gè)煤炭行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展史寫下濃墨重彩的一筆。

初心源自于“我們得做些什么”

“面對如此好的賦存條件，我們有必要更有義務(wù)得做些什么。”帶著這樣的初心，榆北人向著長期困擾煤炭行業(yè)的“采掘失衡”難題發(fā)起了挑戰(zhàn)。

一直以來，煤炭行業(yè)在采煤技術(shù)工藝迭代升級方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于掘進(jìn)，掘進(jìn)巷道準(zhǔn)備滯后于回采速度；在自動(dòng)化、智能化裝備方面，掘進(jìn)裝備研發(fā)投入不足，導(dǎo)致“采掘失衡”問題進(jìn)一步加劇。

面對采掘失衡問題，煤炭企業(yè)不得不組建更多的掘進(jìn)隊(duì)伍來滿足采煤需求，但不服輸?shù)挠鼙比诉x擇蹚出一條充滿挑戰(zhàn)的新路子——打破行業(yè)壁壘，讓掘進(jìn)走在采煤前面。

從“掘進(jìn)”到“快掘”，一字之差，不只是速度的提高，更意味著要從“理論、裝備、工藝、標(biāo)準(zhǔn)”上全面突破。

柳暗花明又一村。2017年，正為如何推進(jìn)掘進(jìn)高效化發(fā)愁的陜煤榆北決策者，了解到陜煤集團(tuán)陜北礦業(yè)神南產(chǎn)業(yè)公司引進(jìn)了一臺掘錨一體機(jī)，其所帶來的“掘錨同步”先進(jìn)理念，猶如黑夜中的一簇星火，吸引了他們的目光，看到希望的他們當(dāng)即決定引進(jìn)該設(shè)備并在所屬小保當(dāng)公司投入應(yīng)用。

但，這第一口螃蟹的美味，并不是那么容易享受的。

“這套設(shè)備因?yàn)樽陨碓O(shè)計(jì)存在缺陷，加之井下復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境影響等一系列問題，經(jīng)歷三個(gè)多月，只掘進(jìn)了170米，沒有發(fā)揮出預(yù)期效果，可以說失敗了。”時(shí)任榆北煤業(yè)公司總經(jīng)理石增武說道，“我們始終認(rèn)為失敗并不可怕，要是停止，才是對初心的最大褻瀆?！?/p>

“變則通，通則久”。半年后，不折不撓的榆北人總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，頂著外界壓力和質(zhì)疑做出了“再試一次”的決定。在第一套失敗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過調(diào)研論證，進(jìn)行了60余項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備改造，智能快掘成套裝備1.0版帶著所有人的期待下井了……

但事與愿違，截割大塊無法破碎、轉(zhuǎn)載點(diǎn)堵煤、連續(xù)運(yùn)輸、錨桿鉆孔角度等問題，成為了新的“絆腳石”。面對難題，快掘科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)夜以繼日地反復(fù)改進(jìn)。新設(shè)破碎裝置，解決了外運(yùn)問題，增加泡沫除塵、可升降鏟板、自動(dòng)導(dǎo)航等系統(tǒng)，形成了集探、掘、支、運(yùn)于一體，較為成熟的機(jī)械化程度更高的快掘成套裝備2.0版。再次投入試驗(yàn)后，取得了初步成效，實(shí)現(xiàn)了“掘錨同步”，創(chuàng)造了單巷日進(jìn)91米、月單進(jìn)2020米的陜煤集團(tuán)最高紀(jì)錄。如今，月成巷1500米掘進(jìn)進(jìn)尺成為常態(tài)，準(zhǔn)備采煤工作面時(shí)間較傳統(tǒng)掘進(jìn)縮短了60%，生產(chǎn)班人數(shù)減少了50%。

隨著快掘團(tuán)隊(duì)和裝備的不斷磨合，掘進(jìn)進(jìn)尺日漸提升，“解決采掘失衡”迎來了第一縷曙光。但榆北快掘團(tuán)隊(duì)并不滿足于此，因?yàn)樗麄儓?jiān)信，智能化才是徹底解決采掘失衡、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

2020年10月，智能化快掘成套裝備3.0版應(yīng)運(yùn)而生，“更智能”成為該套設(shè)備最強(qiáng)標(biāo)簽。該套設(shè)備僅五人就能完成“掘—鋪—支—破—運(yùn)”一個(gè)循環(huán)的正規(guī)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了高精準(zhǔn)機(jī)身定位導(dǎo)航、永久支護(hù)緊跟迎頭、6000米超長距離膠帶機(jī)連續(xù)不停機(jī)自動(dòng)延伸等功能，創(chuàng)造性地破解了煤炭行業(yè)“采掘失衡、接續(xù)緊張”難題。

榆北緣何能做到？

2021年6月，對榆北人來說，格外難忘。成果鑒定會(huì)上，榆北首創(chuàng)的智能快掘系統(tǒng)，以“破解采掘失衡、解決同步支護(hù)”的重大突破，被鑒定為國際領(lǐng)先。

榆北快掘技術(shù)取得突破，他們緣何能做到？榆北人用一場場生動(dòng)實(shí)踐，給出了答案——敢想敢改。

“敢想”源于初心堅(jiān)定。榆北決策者和快掘攻關(guān)團(tuán)隊(duì)始終認(rèn)為現(xiàn)有裝備與快掘技術(shù)不相適應(yīng)，傳統(tǒng)裝備自動(dòng)化程度低、系統(tǒng)不協(xié)調(diào)、掘支不同步、勞動(dòng)工序復(fù)雜、設(shè)備效能無法充分發(fā)揮，只有敢于打破思維定式，立足自主創(chuàng)新，走自動(dòng)化、智能化、少人化發(fā)展之路，才是煤礦掘進(jìn)的唯一出路。

“敢改”源于底氣十足?！霸趪鴥?nèi)外快掘設(shè)備引進(jìn)后，要用，就得自己改，哪怕失敗，也要試一試?！睂?shí)踐證明，這條路，蹚對了！

榆北快掘團(tuán)隊(duì)成功建立了大斷面煤巷快速掘進(jìn)結(jié)構(gòu)模型，提出了快速掘進(jìn)支護(hù)原理；研發(fā)出“掘—鋪—支—破—運(yùn)”一體化平行作業(yè)成套裝備，解決了精準(zhǔn)導(dǎo)向、自適應(yīng)截割、自動(dòng)化錨桿支護(hù)、高強(qiáng)度臨時(shí)支護(hù)、連續(xù)運(yùn)輸、高效除塵等關(guān)鍵技術(shù)難題；優(yōu)化頂幫錨桿空間布置、施工順序，實(shí)施“掘—支—運(yùn)”平行作業(yè)工藝，形成了榆北快速掘進(jìn)工法，實(shí)現(xiàn)了大斷面煤巷快速掘進(jìn)。

如今，陜煤榆北快掘成果已在陜西榆林、山西臨汾、呂梁、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等多個(gè)礦區(qū)30余對礦井應(yīng)用，得到了煤炭企業(yè)的一致好評，推廣應(yīng)用前景廣闊。

2021年2月，榆北快掘項(xiàng)目制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《煤礦智能化快速掘進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)》（T/ZKJXX 00013-2021）正式發(fā)布，讓榆北實(shí)踐成為行業(yè)中可復(fù)制、可借鑒、可推廣的新范本。同年12月，榆北煤業(yè)公司“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)裝備”項(xiàng)目，被中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)評為2021年度科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，榆北快掘再次成為行業(yè)焦點(diǎn)。

踐行“要進(jìn)尺但更要安全”承諾

“要進(jìn)尺，但我們更要安全”。心懷“人民至上、生命至上”的安全理念，榆北領(lǐng)導(dǎo)者向全體員工許下了承諾。

陜煤榆北煤業(yè)公司主要負(fù)責(zé)人指出，“盡最大的可能，把一些危險(xiǎn)性系數(shù)比較高的、災(zāi)害比較嚴(yán)重的、勞動(dòng)強(qiáng)度比較大的作業(yè)崗位，全部用機(jī)器人換下來。”正是帶著這樣的使命，榆北人即使在智能快掘工藝裝備行業(yè)領(lǐng)先的前提下，也沒有停止探索。

2020年9月，在陜西煤業(yè)的主導(dǎo)下，榆北煤業(yè)聯(lián)合西安科技大學(xué)、西安煤機(jī)廠等單位，研發(fā)生產(chǎn)的護(hù)盾式智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)在小保當(dāng)公司進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。

護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人全長14.5米，由截割滑臺、前后盾體、操作臺及液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，完成掘進(jìn)割煤后，整機(jī)“邁步式”向前行走。在小保當(dāng)公司井下掘進(jìn)現(xiàn)場，當(dāng)巷道掘進(jìn)從“人海戰(zhàn)術(shù)”升級為“智能遙控”，最直觀的感受是設(shè)備變大了，進(jìn)尺提升了，人卻減少了。僅需四個(gè)月即可完成一條長度達(dá)6000米的巷道掘進(jìn)，每條順槽施工可節(jié)省人工等成本費(fèi)用約1160萬元，最多需八人就能讓工效提高三倍以上。

如果說快掘成套設(shè)備從無到有是“破蛹”時(shí)刻，那么少人則安正是“振翅”遠(yuǎn)飛的目標(biāo)。而如何盡可能地通過提升設(shè)備智慧化程度，達(dá)到“人減，進(jìn)尺不減、效率不降”的目標(biāo)，則是榆北下一階段智能快掘的突破方向。

傳承“只爭唯一”的信念

“未來，我們將繼續(xù)致力于智能快掘關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研發(fā)，為我國煤礦智能化建設(shè)貢獻(xiàn)陜煤力量。”2021年10月，石增武代表陜煤榆北煤業(yè)公司匯報(bào)“榆神礦區(qū)大斷面煤巷快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項(xiàng)目時(shí)說道。

粗糲能甘，紛華不染。對榆北快掘團(tuán)隊(duì)來說，不論是智能快掘成套裝備的迭代升級，還是護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)器人的成功應(yīng)用，抑或是對“洋設(shè)備”的大膽改造，在改設(shè)備的同時(shí)也是在改造他們自己。正如石增武所說：“榆北煤業(yè)必須組建一支自有的高素質(zhì)掘進(jìn)隊(duì)伍，才能掌握礦井生產(chǎn)的主動(dòng)權(quán)?！?/p>

帶著這樣的使命，2019年1月，曹家灘公司智能快掘科研團(tuán)隊(duì)成立，肩負(fù)做好公司智能化快掘成套裝備的使用和改造任務(wù)。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有員工140人，平均年齡只有31歲，均是來自生產(chǎn)、機(jī)電、地質(zhì)等方面的高學(xué)歷高素質(zhì)技能人才。小保當(dāng)公司則以高素質(zhì)大學(xué)生為基礎(chǔ)，抽調(diào)區(qū)隊(duì)熟練技術(shù)骨干，共同組成了智能快掘技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合高端制造商、國內(nèi)專業(yè)院校，共同針對掘進(jìn)成套設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級。

未來，物聯(lián)網(wǎng)集成、輔助工序自動(dòng)化等關(guān)鍵技術(shù)，將會(huì)成為智能快掘成套裝備的最強(qiáng)助力，“一次成巷”也將在榆北成為現(xiàn)實(shí)，“榆北快掘標(biāo)準(zhǔn)”將再一次領(lǐng)跑行業(yè)。